Vands autohydronolyse

To vandmolekyler reagerer med hinanden ved at udveksle en proton.

Vands autohydronolyse (tidligere: vands autoprotolyse) er den kemiske reaktion, hvor to vandmolekyler reagerer og danner oxonium- og hydroxidioner. I rent vand eller i en vandig opløsning, sker det at vandmolekylerne støder sammen. Der sker en syre-basereaktion, og da vand er en amfolyt optræder det både som syre og base. Følgende reaktion finder sted, der kaldes autohydronolyse:

$2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{q})+\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}(\mathrm{a}\mathrm{q})$

Hvis ligevægtsloven opstilles for reaktionen, ser den ud som følger, idet H₂O betragtes som opløsningsmiddel:

$K_v=K_c\cdot [\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}]=[\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}]\cdot [\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}]$

I rent vand er følgende være sandt, da de to ioner dannes i forholdet 1 : 1

$[\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}]=[\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}]$

Det kan eksperimentelt vises, at rent vand ved 25 °C faktisk ikke er rent. Følgende er nemlig sandt:

$[\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}]=[\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}]=1,0\cdot 10^{-7}\mathrm{M}$

Sammenlignes dette med udtrykket for K_v, ser man at

$K_v=[\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}]\cdot [\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}]=1,0\cdot 10^{-14}{\mathrm{M}}^2$

Da de to ioner dannes i forholdet 1 : 1, er dette altid sandt ved 25 °C. Dette danner derfor grundlaget for indretningen af pH- og pOH-skalaen.

Se også

• Hydronolyse