Константа диссоциации кислоты

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Константа диссоциации кислоты Ka(также известная как константа кислотности) — константа равновесия реакции диссоциации кислоты на катион водорода и анион кислотного остатка. Для многоосновных кислот, диссоциация которых проходит в несколько стадий, оперируют отдельными константами для разных стадий диссоциации, обозначая их как Ka1, Ka2 и т. д. Чем больше значение Ka, тем больше молекул диссоциирует в растворе и, следовательно кислота более сильная.

Примеры расчета[править | править код]

Одноосновная кислота[править | править код]

Реакция Ka

где A- — условное обозначение аниона кислоты, [HA] — равновесная концентрация в растворе частицы HA.

Двухосновная кислота[править | править код]

Реакция Ka

Фигурирующая в выражениях концентрация [HA-] — это равновесная концентрация недиссоциировавшей кислоты, а не изначальная концентрация кислоты до её диссоциации.

Величины pKa и pH[править | править код]

Чаще вместо самой константы диссоциации (константы кислотности) используют величину (показатель константы кислотности), которая определяется как отрицательный десятичный логарифм самой константы , выраженной в моль/л. Аналогично может быть выражен водородный показатель pH.

.

Величины pKa и pH связаны уравнением Гендерсона — Хассельбаха.

Уравнение Гендерсона — Хассельбаха[править | править код]

Преобразование уравнения[править | править код]

Пусть

- исходная молярная концентрация кислоты

степень диссоциации

Преобразуем уравнение

Можно заметить, что при имеем , значит показывает такое значение , при котором кислота диссоциирует наполовину.

В более кислой среде диссоциация кислоты уменьшается
Равновесие концентраций кислоты и её соли
В более щелочной среде диссоциация кислоты увеличивается


Другая связь pKa и pH[править | править код]

пример нахождения pH[править | править код]

Найти pH раствора 0,1 M Na2CO3

pKa1(H2CO3) = 6.3696

pKa2(H2CO3) = 10.3298

Решение:

Na2CO3 + H2O = NaOH + NaHCO3

,

,

откуда получаем

Константа диссоциации основания Kb[править | править код]

— показатель константы кислотности (от англ. acid — кислота), характеризующий реакцию отщепления протона от кислоты HА.

— показатель константы основности (от англ. base — основание), характеризующий реакцию присоединения протона к основанию B.

Реакция K

ионное произведение воды




Константы диссоциации некоторых соединений[править | править код]

Кислотность воды pKa (H2O) = 15,74

Чем больше pKa , тем более более основное соединение; чем меньше pKa , тем соединение более кислотное.

Например, по значению pKa можно понять, что спирты проявляют основные свойства (их pKa больше, чем у воды), а фенолы проявляют кислотные свойства.

Константы кислотности некоторых спиртов

Также по pKa можно установить ряд сил кислот, приведённый в российских школьных учебниках

Ряд сил кислот[1]
Название Кислота pKa1 pKa2 pKa3
Сильные

кислоты

Йодоводородная HI -10
Хлорная HClO4 -10
Бромоводородная HBr -9
Соляная (хлороводородная) HCl -7
Серная H2SO4 -3 1.92
Селеновая H2SeO4 -3 1.9
Гидроксоний H3O+ -1.74 15.74 21
Азотная HNO3 -1.4
Хлорноватая HClO3 -1
Иодноватая HIO3 0.8
Сульфаминовая NH2SO3H 0.99
Щавелевая H2C2O4 1.42 4.27
Йодная H5IO6 1.6
Средние

кислоты

Фосфористая H3PO3 1.8 6.5
Сернистая H2SO3 1.92 7.20
Гидросульфат HSO4- 1.92
Фосфорноватистая H3PO2 2.0
Хлористая HClO2 2.0
Фосфорная H3PO4 2.1 7.12 12.4
Гексаакважелеза (III) катион [Fe(H2O)6]3+ 2.22
Мышьяковая H3AsO4 2.32 6.85 11.5
Селенистая H2SeO3 2.6 7.5
Теллуристая H2TeO3 2.7 7.7
Фтороводородная (плавиковая) HF 3
Теллуроводородная H2Te 3 12.16
Азотистая HNO2 3.35
Слабые

кислоты

Уксусная CH3COOH 4.76
Гексаакваалюминия (III) катион [Al(H2O)6]3+ 4.85
Угольная H2CO3 6.37 10.33
Сероводородная H2S 6.92 13
Дигидрофосфат H2PO4- 7.12 12.4
Хлорноватистая HClO 7.25
Ортогерманиевая H4GeO4 8.6 12.7
Бромноватистая HBrO 8.7
Ортотеллуровая H6TeO6 8.8 11 15
Мышьяковистая H3AsO3 9.2
Синильная (циановодородная) HCN 9.21
Ортоборная H3BO3 9.24
Аммоний NH4+ 9.25
Ортокремниевая H4SiO4 9.5 11.7 12
Гидрокарбонат HCO32- 10.4
Иодноватистая HIO 11.0
Пероксид водорода H2O2 11.7
Гидрофосфат HPO42- 12.4
Гидросульфат HS- 14.0
Вода H2O 15.7 21
Основания Гидроксид OH- 21
Фосфин PH3 27
Аммиак NH3 33
Метан CH4 34
Водород H2 38.6

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Primchem 2002.