Słaby kwas to kwas to częściowo dysocjuje w jony w roztwór wodny lub woda. W przeciwieństwie do silny kwas całkowicie dysocjuje na jony w wodzie. Sprzężona zasada słabego kwasu jest słabą zasadą, podczas gdy sprzężona zasada słabej zasady jest słabym kwasem. W tym samym stężeniu słabe kwasy mają wyższy wartość PH niż mocne kwasy.
Przykłady słabych kwasów
Słabe kwasy są znacznie bardziej powszechne niż silne kwasy. Można je znaleźć na przykład w życiu codziennym w occie (kwas octowy) i soku z cytryny (kwas cytrynowy).
| Często słabe kwasy | |
|---|---|
| Kwas | Formuła |
| kwas octowy (kwas etanowy) | CH3COOH |
| kwas mrówkowy | HCOOH |
| kwas cyjanowodorowy | HCN |
| kwas fluorowodorowy | HF |
| siarkowodór | H.2S. |
| kwas trichlorooctowy | CCl3COOH |
| woda (zarówno słaby kwas, jak i słaba zasada) | H.2O |
Jonizacja słabych kwasów
Symbolem reakcji silnego jonizacji kwasu w wodzie jest prosta strzałka skierowana od lewej do prawej. Z drugiej strony strzałka reakcji dla słabego kwasu jonizującego w wodzie jest podwójna strzałka wskazująca, że reakcje do przodu i do tyłu zachodzą w równowadze. W równowadze słaby kwas, jego sprzężona zasada i jon wodoru są obecne w roztworze wodnym. Ogólna postać reakcji jonizacji to:
HA ⇌ H++ A−
Na przykład w przypadku kwasu octowego reakcja chemiczna ma postać:
H.3COOH ⇌ CH3GRUCHAĆ– + H+
Jon octanowy (po prawej lub stronie produktu) jest sprzężoną zasadą kwasu octowego.
Dlaczego słabe kwasy są słabe?
To, czy kwas całkowicie jonizuje się w wodzie, zależy od polaryzacji lub rozkładu elektronów w wiązaniu chemicznym. Gdy dwa atomy w wiązaniu mają prawie takie same elektroujemność wartości, elektrony są równomiernie dzielone i spędzają równe ilości czasu związane z dowolnym atomem (wiązanie niepolarne). Z drugiej strony, gdy istnieje znaczna różnica elektroujemności między atomami, następuje rozdzielenie ładunku; w rezultacie elektrony są przyciągane bardziej do jednego atomu niż do drugiego (wiązanie polarne lub wiązanie jonowe).
Atomy wodoru mają niewielki ładunek dodatni po związaniu z pierwiastkiem elektroujemnym. Jeśli z wodorem wiąże się mniejsza gęstość elektronów, jonizacja staje się łatwiejsza, a cząsteczka staje się bardziej kwaśna. Słabe kwasy powstają, gdy nie ma wystarczającej polaryzacji między atomem wodoru a drugim atomem w wiązaniu, aby umożliwić łatwe usunięcie jonu wodoru.
Innym czynnikiem wpływającym na wytrzymałość kwasu jest wielkość atomu związanego z wodorem. Wraz ze wzrostem wielkości atomu maleje siła wiązania między dwoma atomami. Ułatwia to zerwanie wiązania w celu uwolnienia wodoru i zwiększa siłę kwasu.