Stała dysocjacji kwasu jest stałą równowagi reakcja dysocjacji z kwas i jest oznaczony przez K.za. Ta stała równowagi jest ilościową miarą siły kwasu w roztworze. K.za jest powszechnie wyrażany w jednostkach mol / l. Tam są tabele stałych dysocjacji kwasów, dla łatwego odniesienia. W przypadku roztworu wodnego ogólna postać równowagi odczyn jest:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
gdzie HA jest kwasem, który dysocjuje w sprzężonej zasadzie kwasu A- i jon wodoru, który łączy się z wodą z wytworzeniem jonu hydroniowego H.3O+. Gdy stężenia HA, A-, i H3O+ nie zmienia się z czasem, reakcja jest w równowadze i można obliczyć stałą dysocjacji:
K.za = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
gdzie nawiasy kwadratowe wskazują stężenie. O ile kwas nie jest wyjątkowo skoncentrowany, równanie upraszcza się, utrzymując stężenie wody jako stałą:
HA ⇆ A- + H+
K.za = [A-] [H+] / [HA]
Stała dysocjacji kwasu znana jest również jako stała kwasowości lub stała kwasowo-jonizacyjna.
Powiązanie Ka i pKa
Powiązaną wartością jest pKza, która jest stałą dysocjacji kwasu logarytmicznego:
pKza = -log10K.za
Używanie Ka i pKa do przewidywania równowagi i siły kwasów
K.za może być stosowany do pomiaru pozycji równowagi:
- Jeśli Kza jest duża, preferowane jest tworzenie produktów dysocjacji.
- Jeśli Kza jest mały, preferowany jest nierozpuszczony kwas.
K.za mogą być wykorzystane do przewidywania siła kwasu:
- Jeśli Kza jest duży (pKza jest mały) oznacza to, że kwas jest w większości zdysocjowany, więc kwas jest silny. Kwasy z pKza mniej niż około -2 to mocne kwasy.
- Jeśli Kza jest mały (pKza jest duży), nastąpiło niewielkie rozproszenie, więc kwas jest słaby. Kwasy z pKza w zakresie od -2 do 12 w wodzie są słabe kwasy.
K.za jest lepszą miarą siły kwasu niż pH ponieważ dodanie wody do roztworu kwasu nie zmienia stałej kwasowej równowagi, ale zmienia H+ stężenie jonów i pH.
Ka Przykład
Stała dysocjacji kwasu, Kza z kwas HB to:
HB (aq) ↔ H+(aq) + B-(aq)
K.za = [H+][B-] / [HB]
Do dysocjacji kwasu etanowego:
CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3GRUCHAĆ-(aq) + H3O+(aq)
K.za = [CH3GRUCHAĆ-(aq)] [H3O+(aq)] / [CH3COOH(aq)]
Stała dysocjacji kwasu od pH
Stałą dysocjacji kwasu można znaleźć, gdy znane jest pH. Na przykład:
Obliczyć stałą dysocjacji kwasu Kza dla 0,2 M wodnego roztworu kwasu propionowego (CH3CH2WSPÓŁ2H) o wartości pH 4,88.
Aby rozwiązać problem, najpierw napisz równanie chemiczne dla reakcji. Powinieneś być w stanie rozpoznać kwas propionowy słaby kwas (ponieważ nie jest to jeden z silne kwasy i zawiera wodór). Jego dysocjacja w wodzie to:
CH3CH2WSPÓŁ2H + H2 ⇆ H.3O+ + CH3CH2WSPÓŁ2-
Przygotuj tabelę, aby śledzić warunki początkowe, zmiany warunków i stężenie równowagi gatunków. Jest to czasami nazywane tabelą ICE:
| CH3CH2WSPÓŁ2H. | H.3O+ | CH3CH2WSPÓŁ2- | |
| Początkowe stężenie | 0,2 mln | 0 mln | 0 mln |
| Zmiana koncentracji | -x M. | + x M. | + x M. |
| Stężenie równowagi | (0,2 - x) M. | x M. | x M. |
x = [H3O+
Teraz użyj wzór pH:
pH = -log [H3O+]
-pH = log [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Podaj tę wartość dla x, aby rozwiązać dla Kza:
K.za = [H3O+] [CH3CH2WSPÓŁ2-] / [CH3CH2WSPÓŁ2H]
K.za = x2 / (0,2 - x)
K.za = (1,32 x 10-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10-5)
K.za = 8,69 x 10-10