Химичните реакции, включващи вода

Вода участва в различни химични реакции като разтворител, реагент или продукт. Ние вече обсъдени свойства на вода като разтворител. Водата е продукт на много неорганични и органични химични реакции. Например, тя е образувана от неутрализацията на киселини и основи. В органичната химия, много са придружени от разцепване на кондензационната реакция (елиминиране) на водните молекули. Има четири основни типа на химически реакции, в които водата се състоеше като реагент.

На киселина-основа реакцията. Водата има амфотерни свойства. Това означава, че тя може да служи и като киселина и като база. Нейните амфотерни свойства се дължат на способността за йонно произведение на водата:

2H2O (гр.) = H3O + (вод.) + ОН (воден).
Това позволява на водата да е, от една страна, протонен акцептор:
HCl + H2O = H3O + + Cl
От друга страна, протонен донор:
NH3 + H2O = NH4 + ОН-

Окисление и редукция. Вода има способността да действа както като оксидант и като редуциращ агент. Той се окислява метали в електрохимичната серия подредени напрежение по-високо калай. Например, в реакцията на окисление на следния процес се извършва между натрий и вода:

Na (зол.) = Na + (вод.) + E
В тази реакция, водата действа като редуциращ агент:
2H2O (гр.) + 2е = 2ON- (вод.) + Н2 (д).

Друг пример за такава реакция е реакцията между магнезий и водна пара:
Mg (зол.) + Н20 (гр.) MgO = (зол.) + Н2 (д).

Водата действа като оксидант в корозионни процеси. Например, един от процесите, протичащи в желязо ръжда, е следното:
2H2O + O2 + 4е = 4ON-

Водата е важна редуктор в биохимичните процеси. Например, някои етапи на цикъла на лимонената киселина включват окисление вода:
2H2O = O2 + 4Н + + 4е

Този процес електронен трансфер също е от голямо значение за намаляване на органични фосфатни съединения по време на фотосинтеза. Лимонена киселина цикъл и фотосинтеза са сложни процеси, включващи редица последователно срещащи химични реакции. И в двата случая, процесите на електронен пренос срещащи се в тях, все още не са напълно изяснени.

Хидратация. Вече бе посочено, че водните молекули са способни да солват катиони както и аниони. Този процес се нарича хидратация. Хидратираните кристали на соли във вода се нарича кристализационна вода. Водните молекули обикновено са свързани с солватирана катион на координационни връзки.

Хидролиза. Хидролизата е реакцията на йон или молекула с вода. Един пример на този тип реакция може да бъде реакция между хлороводород и вода до получаване на солна киселина. Друг пример е хидролизата на железен хлорид (III):

FeS13 (вод.) + ZN2O (х.) = Fe (ОН) 3 (зол.) + ZN + (вод.) + ZSL (вод.)

Хидролиза на органични съединения също е широко разпространен. Един от най-известните примери на хидролиза-етил ацетат (etilatanoata, етил ацетат):
SN3SOOS2N5 (етилацетат) + H2O = CH3COOH (оцетна киселина) + C2H5OH (етанол)