Αυτοϊοντισμός νερού

Αυτοïοντισμός του νερού είναι η αντίδραση του νερού ή κάποιου υδατικού διαλύματος, κατά την οποία το μόριο του νερού Η2Ο χάνει ένα πρωτόνιο (ένα άτομο H+) αφήνοντας πίσω του ένα ιόν ΟΗ− και σχηματίζοντας ένα κατιόν υδρονίου H3O+ (πρωτονίωση).
Από την αντίδραση αυτή οφείλεται και η μικρή αγωγιμότητα (0.055 µS∙cm−1) που εμφανίζεται στο νερό, αν και συνήθως θεωρείται μη ηλεκτρολύτης

Ο αυτοϊοντισμός του νερού περιγράφεται από την αμφίδρομη αντίδραση:

Η2Ο + Η2Ο  Η3Ο+ + ΟΗ-

Στην πρωτολυτική αυτή αντίδραση το ένα μόριο νερού δρα ως οξύ (δότης πρωτονίου) και το άλλο δρα ως βάση (δέκτης πρωτονίου) σύμφωνα με τη θεωρία των Bronsted-Lowry. Συνήθως στους χημικούς τύπους εμφανίζεται το σύμβολο H+, δηλαδή εμφανίζεται στην αντίδραση ένα πρωτόνιο, ενώ στην πραγματικότητα υπάρχει συνενωμένο σε ένα μόριο νερού ως Η3Ο+. Η περιεκτικότητα ενός διαλύματος σε Η3Ο+ και ΟΗ- καθορίζει το pH του.

Γενικότερα ο αυτοïοντισμός, είναι η αντίδραση στην οποία δύο όμοια μόρια αντιδρούν παρέχοντας ιόντα.
Υπάρχουν και άλλες χημικές ενώσεις που αυτοϊοντίζονται όπως π.χ. η αμμωνία ΝΗ3 (ΝΗ3 + ΝΗ3  ΝΗ4+ + ΝΗ2-), το θειικό οξύ Η2SO4 (Η2SO4 + H2SO4  H3SO4+ + HSO4-) κ.ά.

Σταθερά ισορροπίας 
Η σταθερά ισορροπίας του αυτοϊοντισμού του νερού είναι

από όπου προκύπτει η σταθερά γινομένου ιόντων του νερού ή σταθερά ιοντισμού του νερού Κw .

Η οποία για  25 °C είναι ίση με .

Από αυτήν ορίζουμε και την

Εξάρτηση από θερμοκρασία, πίεση, ιοντική ισχύ 

Η εξάρτηση του ιονισμού του νερού από τη θερμοκρασία και την πίεση έχει ερευνηθεί εκτενώς. Η τιμή της pKw μειώνεται όσο η θερμοκρασία αυξάνεται, από το σημείο ζέσεως του πάγου μέχρι τουλάχιστον τους 250 °C περίπου, μετά αυξάνεται μέχρι το κρίσιμο σημείο του νερού στους 374 °C. Αντίστοιχα μειώνεται όσο αυξάνεται η πίεση.

Σε υλεκτρολυτικά διαλύματα, η τιμή της pKw εξαρτάται από την ιοντική ισχύ του ηλεκτρολύτη. Οι τιμές για διαλύματα NaCl είναι τυπικές για αναλογία 1:1 με ηλεκτρολύτες. Για αναλογία 1:2 η pKw μειώνεται όσο αυξάνεται η ιοντική ισχύς.

Η τιμή της Kw συνήθως μας ενδιαφέρει στην υγρή φάση. Ενδεικτικές τιμές για υπέρθερμο ατμό και υπερκρίσιμο νερό εμφανίζονται στον ακόλουθο πίνακα:

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|+Ενδεικτικές τιμές pKw για νερό στην υγρή φάση, ως υπέρθερμος ατμός, και ως υπερκρίσιμο ρευστό.
|-
! scope="row" |T/°C
| 350 || 400 || 450 || 500 || 600 || 800 
|- 
! scope="row" |0.1 MPa
|11.920 (l)a || 47.961b || 47.873b || 47.638 b || 46.384 b ||40.785 b
|-
! scope="row" |25 MPa
|11.551 (l)c ||16.566||18.135||18.758||19.425||20.113
|-
! scope="row" |100 MPa
|10.600 (l)c ||10.744||11.005||11.381||12.296||13.544
|-
! scope="row" |1000 MPa
|8.311 (l)c ||8.178||8.084||8.019||7.952||7.957
|}
Οι τιμές αναφέρονται σε υπερκρίσιμο ρευστό εκτός από αυτές που σημειώνονται με: a για την πίεση κορεσμού στους 350°C. b υπέρθερμος ατμός. c υποψυχθέν υγρό.

Δείτε επίσης 
Αντίδραση οξέος-βάσης

Παραπομπές

Φυσικοχημεία