水の電離に関して次の二種類の表現がありますよね
H2O⇔H+ + OH-
H2O+H2O⇔H3O+ + OH-
今まではなんとなく、ああ二種類あるんだな位に思っていたのですが
問題集を解いていたところ次の文章がありました
「 水のイオン積=[H+][OH-]=[H3O+][OH-] 」
特に何の説明も無く[H+][OH-]=[H3O+][OH-]としているのです。
ここで疑問におもったのですが
(1)水の電離は本当はどんな反応が起こっているのですか?
(2)なぜ二種類の表現が許容されるのですか?
(3)二種類の表現の使い分けはどうすればいいのですか?
(4)H+をH3O+に読み替えることは常に行っていいのですか?
それとも特定の場合にだけ読み替えていいのですか?
以上4点を教えてください。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
水は酸でありまた塩基でもある為、このような溶媒を「両生型溶媒」等と呼びます。
だから水の解離は実際には次のような「自己プロトリシス(自己酸塩基)反応」になります。
2H2O ⇔ H3O^+ + OH^-
Kauto=[H3O^+][OH^-]=Kw=10^(-14)
例えば同じ両生型溶媒である エタノール 等もこの反応を起こします。
2C2H5OH ⇔ C2H5OH2^+ + C2H5O^-
Kauto=[C2H5OH2^+][C2H5O^-]=10^(-19.5)
No.1
- 回答日時:
自然界の物質は大きな変化を嫌います。
たとえば、高い山は時間がたつとくずれ、ひらべったくなっていきます。
イオンもこれと同じで、小さいイオンが電荷をもつということは電荷に大きな傾斜が
あるということであり、大きなイオンが電荷を持つと言うことは電荷の傾斜が小さい
ことを表します。
ですから、同じ陽イオンでもH+よりもH3O+やH7O3+の方がずっと安定なのです。
事実上、水中にはH+は存在しないと考えられます。
しかし、H+が水和したH3O+をつなに書くのは面倒ですから便宜的にH+うぃ使っている
のです。逆に言うと、H+とH3O+はたいての場合、同義のもの考えてもいいことになります。
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