10.3: Vann – Både en syre og en base

Læringsmål

  • Å skrive kjemiske ligninger for vann som fungerer som en syre og som en base.

Vann (H2O) er en interessant forbindelse i mange henseender. Her vil vi vurdere dens evne til å oppføre seg som en syre eller en base.

Under noen omstendigheter vil et vannmolekyl akseptere et proton og dermed fungere som en Brønsted-Lowry-base. Vi så et eksempel i oppløsningen av HCl i H2O:

\

Under andre omstendigheter kan et vannmolekyl donere en proton og dermed fungere som en Brønsted-Lowry-syre. For eksempel, i nærvær av amidionet (se eksempel 4 i avsnitt 10.2), donerer et vannmolekyl en proton, noe som gjør ammoniakk som et produkt:

\

I dette tilfellet , NH2− er en Brønsted-Lowry-base (protonakseptoren).

Så, avhengig av omstendighetene, kan H2O fungere som en Brønsted-Lowry-syre eller en Brønsted-Lowry-base. Vann er ikke det eneste stoffet som kan reagere som en syre i noen tilfeller eller en base i andre, men det er absolutt det vanligste eksemplet — og det viktigste. Et stoff som enten kan donere eller akseptere en proton, avhengig av omstendighetene, kalles en amfiprotisk forbindelse.

Et vannmolekyl kan fungere som en syre eller en base selv i en prøve av rent vann. Omtrent 6 av hver 100 millioner (6 av 108) vannmolekyler gjennomgår følgende reaksjon:

\

Denne prosessen kalles autoionisering av vann (Figur \ (\ PageIndex {1} \)) og forekommer i hver vannprøve, enten det er rent eller en del av en løsning. Autoionisering forekommer til en viss grad i en hvilken som helst amfiprotisk væske. (Til sammenligning gjennomgår også flytende ammoniakk autoionisering, men bare omtrent 1 molekyl av en million milliarder (1 av 1015) reagerer med et annet ammoniakkmolekyl.)

Figur \ (\ PageIndex {1} \) Autoionisering. En liten brøkdel av vannmolekyler – omtrent 6 av 100 millioner – ioniserer spontant til hydroniumioner og hydroksidioner. Dette bildet overrepresenterer nødvendigvis mengden autoionisering som virkelig forekommer i rent vann.

Concept Review Exercises

  1. Forklar hvordan vann kan fungere som en syre.
  2. Forklar hvordan vann kan fungere som en base.

Svar

  1. Under de rette forholdene kan H2O donere et proton, noe som gjør det til en Brønsted-Lowry-syre.
  2. Under de rette forholdene kan H2O akseptere et proton, noe som gjør det til et Brønsted-Lowry base.

Key Takeaway

  • Vannmolekyler kan fungere som både en syre og en base, avhengig av vilkårene.

Write a Comment

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *