Autoprotolýza

Autoprotolýza je chemická reakce, při které mezi dvěma stejnými molekulami rozpouštědla dochází k výměně protonu. Jedna molekula reaguje jako Brønstedova-Lowryho kyselina a druhá jako Brønstedova-Lowryho zásada. Tato reakce probíhá do rovnováhy, a proto je to reakce rovnovážná. Nejznámější je autoprotolýza (autoionizace) vody. Je to chemická reakce, během níž se dvě molekuly vody přemění na hydroxoniový kation H₃O⁺ a hydroxidový anion OH⁻.^[1]

Stejně lze popsat i další polární rozpouštědla. Každé rozpouštědlo, které obsahuje vodík schopný disociovat a volné elektronové páry, které jsou schopné jej přijmout, může podstoupit autoprotolýzu.

Při autoprotolýze vody se dvě molekuly vody přemění na hydroxoniový kation H₃O⁺ a hydroxidový anion OH⁻:

2 H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-

Tato rovnice probíhá do rovnováhy popsané rovnovážnou konstantou, která se nazývá iontový součin vody K_w:

K_w = [H₃O⁺][OH⁻],

kde

[H₃O⁺] je molární koncentrace hydroxoniových iontů

[OH⁻] je molární koncentrace hydroxidových iontů

Za standardních podmínek při 25 °C je u čisté vody K_w = 10⁻¹⁴, kdy koncentrace [H₃O⁺] a [OH⁻] jsou stejné a rovnají se 10⁻⁷. Čistá voda je tedy neutrální, neboť koncentrace 10⁻⁷ odpovídá hodnotě pH=7. Hodnota K_w je citlivá na teplotu a tlak, zvyšuje se s nárůstem obou těchto veličin. Autoprotolýza vody je důvodem, proč i chemicky čistá voda má alespoň nízkou elektrickou vodivost.

Autoprotolýze podléhají i jiné anorganické i organické sloučeniny, které jsou dostatečně polární a schopné výměny protonu mezi stejnými molekulami.

Například autoprotolýza kapalného amoniaku probíhá podle reakce:

2 NH₃ ↔ NH +
4  + NH -
2 

Iontový součin = 10⁻³²

Autoprotolýza koncentrované kyseliny sírové:

2 H₂SO₄ ↔ H₃SO +
4  + HSO -
4 

Iontový součin = 10⁻⁴

Autoprotolýza fluorovodíku:

3 HF ↔ H₂F⁺ + HF -
2 

Iontový součin = 10^−10,7 (0 °C)

Autoprotolýza kyseliny octové:

2 CH₃COOH ↔ CH₃COO^- + CH₃COOH +
2 

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Autoprotolysis na anglické Wikipedii a Autoprotolyse na německé Wikipedii.