நீர் விலகல் என்ன?

விலகல் துகள்கள் (ஒரு துருவ கரைப்பான் செயல்பாட்டின் விளைவாக) மின்னாற்பகுப்பு என்றழைக்கப்படும் ஒரு பொருளின் நடுநிலை மூலக்கூறுகள் (விதைகளின் அல்லது மூலக்கூறுகளின் மூலக்கூறுகள் - சிறிய துகள்களாக) சிதைவுறுப்பு மற்றும் ஆரியர்கள். இது நடப்பு நடத்த எலக்ட்ரோலைட் தீர்வுகள் திறனை விளக்குகிறது.

அனைத்து மின் மின்னாற்றலையும் இரண்டு குழுக்களாக பிரிக்க ஒப்புக்கொள்ளப்படுகிறது: பலவீனமான மற்றும் வலுவான. நீர் பலவீனமான எலக்ட்ரோலைட்டிகளுக்கு சொந்தமானது, நீரில் கலந்த நீராவி ஒரு சிறிய அளவு பிரிக்கப்பட்ட மூலக்கூறுகளால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது, ஏனென்றால் அவை மிகவும் உறுதியானவை மற்றும் நடைமுறையில் அயனிகளில் சிதைவுபடுத்தாதவை. தூய (அசுத்தங்கள் இல்லாமல்) நீர் ஒரு பலவீனமான மின்னோட்டத்தை நடத்துகிறது. இது மூலக்கூறின் வேதியியல் இயல்புக்கு காரணமாக அமைகிறது, இது ஒரு சிறிய ஆக்ஸிஜன் அணுவின் எலக்ட்ரான் ஷெல் இல் ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, துல்லியமாக துருவப்படுத்தப்படும் போது எதிர்மறையாக துருவப்படுத்தப்படுகிறது.

எலெக்ட்ரோலைட்டுகளின் வலிமை மற்றும் பலவீனம், விலகல் அளவு (எ.ஆ. ஆல் குறிக்கப்படுகிறது, பெரும்பாலும் 0 முதல் 100 வரையிலான ஒரு அலகு அல்லது 0 முதல் 1 வரை உள்ள கூறுகளில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது) - அயனிகளில் உடைக்கக்கூடிய திறன், அதாவது சிதைவுக்கு முன்னர் துகள்கள் எண்ணிக்கைக்கு சிதைந்த துகள்கள் எண்ணிக்கை விகிதம் ஆகும். ஆற்றல்கள், உப்புகள் மற்றும் தளங்கள் போன்ற துருவ நீர் மூலக்கூறுகளின் செயல்பாட்டின்படி அயனியாக்கங்கள் முற்றிலும் அழிக்கப்படுகின்றன. நீரின் விலகல் H2O மூலக்கூறுகள் புரோட்டான் H + மற்றும் ஹைட்ராக்ஸைல் குழு OH- வில் சேர்ப்பதோடு சேர்ந்து கொண்டிருக்கிறது. எலக்ட்ரோலைட்டிற்கான டிஸ்சோசேசேசன் சமன்பாட்டை நாம் பிரதிநிதித்துவப்படுத்தினால்: M = K ++ A-, பின்னர் நீரின் dissociation சமன்பாடு: H2O + H + + OH-, மற்றும் நீர் விலகல் அளவை கணக்கிடப்படும் சமன்பாடு இரண்டு வடிவங்களில் புரோட்டான்கள் செறிவு அல்லது உருவாக்கப்பட்ட ஹைட்ராக்ஸைல் குழுக்களின் செறிவு): α = [H +] / [H2O] அல்லது α = [OH -] / [H2O]. Α இன் மதிப்பு, பொருள் இரசாயனத்தின் இயல்பை மட்டுமல்லாமல், தீர்வு அல்லது அதன் வெப்பநிலை ஆகியவற்றால் மட்டும் பாதிக்கப்படுவதால், வெளிப்படையான (கற்பனை) விலகலைப் பற்றி பேசுவதற்கு வழக்கமாக உள்ளது.

தண்ணீர் உள்ளிட்ட பலவீனமான எலக்ட்ரோலைட்டிகளின் மூலக்கூறுகளின் போக்கு, அயனிகளுக்குள் சிதைவுபடுத்தப்படுதல் என்பது டிஸோசோசேசன் மாறிலி (சமநிலை மாறிலி ஒரு குறிப்பிட்ட வழக்கு) மூலம் பொதுவாக அளவிடப்படுகிறது, இது பொதுவாக KD என குறிப்பிடப்படுகிறது. இந்த மதிப்பை கணக்கிட, நடிப்பு மக்களின் சட்டம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது பெறப்பட்ட வெகுஜனங்களுக்கு இடையேயான விகிதத்தை மற்றும் ஆரம்ப மூலப்பொருள்களை நிறுவுகிறது. ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்கள் மற்றும் ஹைட்ராக்ஸைல் குழுவில் அசல் நீர் மூலக்கூறுகள் சிதைவடைவதால் நீரின் மின்சாரம் விலகல் ஆகும், எனவே விலகல் மாறிலி சமன்பாடு: Kd = [H +] • [OH -] / [H2O]. நீரின் இந்த மதிப்பு நிலையானது, வெப்பநிலையில் மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, 25 ° C க்கு சமமான வெப்பநிலையில், Kd = 1.86 • 10-16.

நீரின் அளவு (18 g / mol), மற்றும் விலகல் மூலக்கூறுகள் செறிவூட்டல் மற்றும் 1000 கிராமுக்கு 1 டி.எம் .3 வெகுஜனத்தை எடுத்துக்கொள்வதை தவிர்த்து, 1 dm3 தண்ணீரில் உள்ள undissociated மூலக்கூறுகளின் செறிவு கணக்கிட முடியும்: [H2O] = 1000 / 18.0153 = 55.51 Mol / dm3. பின்னர், விலகல் மாறிலி சமன்பாட்டிலிருந்து, புரோட்டான்கள் மற்றும் ஹைட்ராக்ஸைல் குழுக்களின் செறிவுகளின் விளைவைக் காணலாம்: [H +] • [OH -] = 1.86 • 10-16 • 55.51 = 1 • 10-14. சதுர வேர் பெறப்பட்ட மதிப்பிலிருந்து பெறப்பட்டால், புரோட்டான்களின் செறிவு (ஹைட்ரஜன் அயனிகள்) தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது தீர்வு அமிலத்தன்மையை தீர்மானிக்கிறது மற்றும் ஹைட்ராக்ஸில் குழுக்களின் செறிவுக்கு சமமாக இருக்கிறது: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.

ஆனால் தண்ணீரின் தன்மையில், அத்தகைய தூய்மை இல்லை, ஏனெனில் அது கரைந்த வாயுக்கள் அல்லது பிற பொருள்களின் நீரைக் கரைத்து (உண்மையில் நீர் பல்வேறு மின்மயமாக்கலின் தீர்வு), எனவே 25 ° C இல் ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்களின் செறிவு அல்லது ஹைட்ராக்ஸைல் குழுக்களின் செறிவு 1.10-7 இலிருந்து வேறுபடுகிறது. அதாவது, தண்ணீரின் அமிலத்தன்மை நீரின் விலகல் போன்ற செயலின் ஒரு பகுதியை மட்டுமின்றி ஓட்டம் காரணமாகும். ஹைட்ரஜன் குறியீடானது ஹைட்ரஜன் அயனிகளின் (pH) செறிவுகளின் எதிர்மறையான லோகரிதம் ஆகும், இது எதிர்மறை டிகிரி எண்களைப் பயன்படுத்துவது கடினம் என்பதால், நீர் மற்றும் அக்யுஸ் தீர்வுகளின் அமிலத்தன்மை அல்லது காரத்தன்மை மதிப்பீடு செய்ய அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. தூய நீர், pH = 7, ஆனால் இயல்பில் சுத்தமான தூய நீர் இல்லாததால், மற்ற கரைக்கப்பட்ட மின்முனைகளை கலைப்பதோடு சேர்ந்து நீரின் விலகல், ஹைட்ரஜன் குறியீடானது 7 க்கும் குறைவாகவோ அல்லது அதிகமாகவோ இருக்கலாம், அதாவது நடைமுறையில், pH ≠ 7.