2009 01 023417

<A W wLaoo. $ i l

ISBN 97UU4M5J240. C by W PW ZOirt

9.1. Fizyczne i chemiczne właściwości wody    245

W wodach oceanicznych Ugandami, które występują w dużym stężeniu są jony chlorkowe. Dlatego niektóre metale występują w tych wodach głównie w postaci chlorokom-plcksów. Na przykład rtęć w czystych wodach oceanicznych występuje w stężeniu około 5- 10 ¹ mol-I. ¹. Reakcję kompleksowania jonów rtęci(II) jonami chlorkowymi jako ligandcm można przedstawić następującym równaniem:

Hg(II>0)jj~(aq) + 4Cl^_(aq) ^ Hg(H;0)₂ClJ“(aq) + 4H₂0    (9.8)

Stała równowagi tej reakcji wynosi 1,3 • 10¹⁵, a jony tetrachlorortęcianowc(II) to najczęściej występująca postać rlęci(II) w wodzie morskiej.

Wiele innych ligandów może być obecnych w środowisku wodnym. Rozpuszczalne w wodzie substancje organiczne, np. jony cytrynianowc lub makrocząsteczki tworzące się w wyniku rozkładu tkanek roślinnych i zwierzęcych, działają jako koordynujące ligandy. Inne substancje organiczne, takie jak kwas nitrylotrioctowy (Huita), który czasami jest stosowany w detergentach jako czynnik zmiękczający wodę. lub substancje nieorganiczne, np. fosforany (jako składnik detergentów lub nawozów), pochodzenia antropogenicznego tworzą kompleksy z substancjami rozpuszczonymi w wodzie. Właściwości i stopień tworzenia kompleksów zależy od właściwości jonu centralnego oraz dostępności i stężenia potencjalnych ligandów. Zagadnienia dotyczące ilościowych (równowagowych) aspektów związanych z tymi kompleksami omówimy w rozdz. 13.

Ciekła woda — właściwości kwasowo-zasadowe

Woda jest substancją amfoteryczną (amliprolyczną) i ulega autoprotolizic. w wyniku czego powstają jony oksoniowe i jony wodorotlenkowe. Stała równowagi reakcji autoprotolizy (/<») zależy od temperatury:

2 H_;0 ^ H,0⁺(aq) + OH~(aq) K_w = 1.01 • I0^-11 w temp. 25'C (9.9)

Ponieważ produkty tej reakcji, to znaczy H?0⁺ i OH^-, są same uwodnione, prawidłowo należałoby przedstawiać jon HiO’ jako HjOfHjO)^. ale w dalszych rozważaniach stosować będziemy ten prostszy wzór.

Woda obojętna, w której stężenie zarówno jonów oksoniowych jak i wodorotlenkowych są sobie równe i wynoszą 10^-7 mol L^-1. ma pH = 7.0 w temp. 25 ^:C: pH większości przyjaznych ekosystemów wodnych różni się od tej wartości o jedną lub czasami o dwie jednostki. Ponieważ reakcja autoprotolizy jest procesem cndotcrmicznym, stopień jej zaawansowania zależy od temperatury.

Ponieważ woda ma właściwości amfoteryczne. może zarówno przyjmować protony od innych substancji chemicznych jak i jc oddawać. Zachowuje się więc jak kwas lub zasada Bronsleda w obecności akceptorów lub donorów protonów. Na przykład kwas szczawiowy i inne kwasy karboksylowe, które są produktami degradacji naturalnej materii organicznej (NMO), przyczyniają się do zakwaszania wody w wyniku takich reakcji jak

(COOHh + H?0 ^ COOHCOO^-(aq> + HjO⁺(aq)    K_At = 5.6 • I0^-2    (9.10)

COOHCOO^-(aq) -t- H;0 (COO ’)2<aq) + H.łO¹ (aq)    K_d2 = 5.2 • 10^-5    (9.11)