Skābes disociācijas konstante ir SB līdzsvara konstante disociācijas reakcija no skābe un to apzīmē ar Ka. Šī līdzsvara konstante ir skābes stipruma kvantitatīvs lielums šķīdumā. Ka parasti izsaka mol / L vienībās. Tur ir tabulas ar skābes disociācijas konstantēm, ērtai uzziņai. Ūdens šķīdumam vispārējā līdzsvara forma reakcija ir:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
kur HA ir skābe, kas disociējas skābes A konjugētajā bāzē- un ūdeņraža jons, kas apvienojas ar ūdeni, veidojot hidronija jonu H3O+. Kad HA, A koncentrācijas-un H3O+ laika gaitā vairs nemainās, reakcija ir līdzsvarā, un disociācijas konstantu var aprēķināt:
Ka = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
kur kvadrātiekavas norāda koncentrāciju. Ja vien skābe nav īpaši koncentrēta, vienādojumu vienkāršo, noturot ūdens koncentrāciju kā konstantu:
HA ⇆ A- + H+
Ka = [A-] [H+] / [HA]
Skābes disociācijas konstante ir pazīstama arī kā skābuma konstante vai skābes jonizācijas konstante.
Saistot Ka un pKa
Saistītā vērtība ir pKa, kas ir logaritmskābes disociācijas konstante:
pKa = -log10Ka
Ka un pKa izmantošana skābju līdzsvara un stipruma prognozēšanai
Ka var izmantot, lai izmērītu līdzsvara stāvokli:
- Ja Ka ir liels, priekšroka tiek dota disociācijas produktu veidošanai.
- Ja Ka ir mazs, neizšķīduša skābe ir labvēlīga.
Ka var izmantot, lai paredzētu skābes stiprums:
- Ja Ka ir liels (pKa ir mazs), tas nozīmē, ka skābe lielākoties ir disociēta, tāpēc skābe ir spēcīga. Skābes ar pKa mazāk nekā ap -2 ir stiprās skābes.
- Ja Ka ir mazs (pKa ir liels), ir notikusi neliela disociācija, tāpēc skābe ir vāja. Skābes ar pKa diapazonā no -2 līdz 12 ūdenī ir vājas skābes.
Ka ir labāks skābes stiprības rādītājs nekā pH jo ūdens pievienošana skābā šķīdumā nemaina tā skābju līdzsvara konstantu, bet izmaina H+ jonu koncentrācija un pH.
Ka piemērs
Skābes disociācijas konstante, Ka no skābe HB ir:
HB (aq) ↔ H+(aq) + B-(aq)
Ka = [H+] [B-] / [HB]
Etānskābes disociācijai:
CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3dūdot-(aq) + H3O+(aq)
Ka = [CH3dūdot-(aq)] [H3O+(aq)] / [CH3COOH(aq)]
Skābes disociācijas konstante no pH
Var atrast skābes disociācijas konstantu, ja pH ir zināms. Piemēram:
Aprēķina skābes disociācijas konstantu Ka 0,2 M propionskābes (CH3CH2CO2H) konstatēts, ka tā pH vērtība ir 4,88.
Lai atrisinātu problēmu, vispirms uzrakstiet reakcijas ķīmisko vienādojumu. Jums vajadzētu spēt atpazīt propionskābi vāja skābe (jo tas nav viens no stiprās skābes un tas satur ūdeņradi). Tā disociācija ūdenī ir:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-
Izveidojiet tabulu, lai sekotu sākotnējiem apstākļiem, apstākļu izmaiņām un sugas līdzsvara koncentrācijai. To dažreiz sauc par ICE tabulu:
| CH3CH2CO2H | H3O+ | CH3CH2CO2- | |
| Sākotnējā koncentrācija | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Koncentrācijas izmaiņas | -x M | + x M | + x M |
| Līdzsvara koncentrācija | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3O+
Tagad izmantojiet pH formula:
pH = -log [H3O+]
-pH = log [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Pievienojiet šo vērtību x, lai atrisinātu Ka:
Ka = [H3O+] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
Ka = x2 / (0,2 - x)
Ka = (1,32 x 10-5)2 / (0,2–1,32 x 10-5)
Ka = 8,69 x 10-10