Vannets egenprotolyse

Vannets egenprotolyse er en ioniseringsreaksjon i rent vann eller i en vandig løsning, der et vannmolekyl, H2O, deprotonerer (mister kjernen til et av hydrogenatomene) for å bli et hydroksidion, OH-. Hydrogenkjernen, H+, protonerer umiddelbart et annet vannmolekyl for å danne hydronium, H3O+. Det er et eksempel på autoprotolyse, og eksemplifiserer den amfotære naturen til vann.


== Likevektskonstanten ==
Kjemisk rent vann har en elektrisk ledningsevne på 0,055 µS/cm. Ifølge teoriene til Svante Arrhenius må dette skyldes tilstedeværelsen av ioner. Ionene er produsert av vannets egenprotolyse, som gjelder rent vann og enhver vandig løsning:

  
    
      
        
          
            H
            
              2
            
            
              
            
          
          O
          +
          
            H
            
              2
            
            
              
            
          
          O
          
            
              
                
                  
                    
                      ↽
                    
                    
                    
                    
                      −
                    
                  
                
              
              
                
                  
                    
                      −
                    
                    
                    
                    
                      ⇀
                    
                  
                
              
            
          
          
            H
            
              3
            
            
              
            
          
          
            O
            
              +
            
          
          +
          
            OH
            
              −
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\ce {H2O + H2O <=> H3O+ + OH-}}}
  
Uttrykt med kjemiske aktivitet a, i stedet for konsentrasjoner, er den termodynamiske likevektskonstanten for vannioniseringsreaksjonen:

  
    
      
        
          K
          
            e
            q
          
        
        =
        
          
            
              
                a
                
                  
                    H
                    
                      3
                    
                  
                  
                    O
                    
                      +
                    
                  
                
              
              ⋅
              
                a
                
                  O
                  
                    H
                    
                      −
                    
                  
                
              
            
            
              a
              
                
                  
                  
                    2
                  
                
              
              
                
                  
                  
                    
                      H
                      
                        2
                      
                    
                    O
                  
                
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle K_{eq}={{a_{H_{3}O^{+}}\cdot a_{OH^{-}}} \over a{^{2}}{_{H_{2}O}}}}
  
som er numerisk lik den mer tradisjonelle termodynamiske likevektskonstanten skrevet som:

  
    
      
        
          K
          
            e
            q
          
        
        =
        
          
            
              
                a
                
                  
                    H
                    
                      3
                    
                  
                  
                    O
                    
                      +
                    
                  
                
              
              ⋅
              
                a
                
                  O
                  
                    H
                    
                      −
                    
                  
                
              
            
            
              a
              
                
                  
                  
                    
                      H
                      
                        2
                      
                    
                    O
                  
                
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle K_{eq}={{a_{H_{3}O^{+}}\cdot a_{OH^{-}}} \over a{_{H_{2}O}}}}
  
under antagelse om at summen av de kjemiske potensialene til H+ og H3O+ formelt er lik det dobbelte av det kjemiske potensialet til H2O ved samme temperatur og trykk.


== Referanser ==