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 [H2A] — 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

Значение pH > 7 означает, что соль Na2CO3 даёт щелочную среду

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 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 при С = 1 моль/л, %
Сильные

кислоты

Йодоводородная HI -10 100
Хлорная HClO4 -10 100
Бромоводородная HBr -9 100
Соляная (хлороводородная) HCl -7 100
Серная H2SO4 -3 1.92 99,90
Селеновая H2SeO4 -3 1.9 99,90
Гидроксоний H3O+ -1.74 15.74 21 98,24
Азотная HNO3 -1.4 96,31
Хлорноватая HClO3 -1 91,61
Иодноватая HIO3 0.8 32,67
Средние

кислоты

Сульфаминовая NH2SO3H 0.99 27,28
Щавелевая H2C2O4 1.42 4.27 17,69
Йодная H5IO6 1.6 14,64
Фосфористая H3PO3 1.8 6.5 11,82
Сернистая H2SO3 1.92 7.20 10,38
Гидросульфат HSO4- 1.92 10,38
Фосфорноватистая H3PO2 2.0 9,51
Хлористая HClO2 2.0 9,51
Фосфорная H3PO4 2.1 7.12 12.4 8,52
Гексаакважелеза (III) катион [Fe(H2O)6]3+ 2.22 7,47
Мышьяковая H3AsO4 2.32 6.85 11.5 6,68
Селенистая H2SeO3 2.6 7.5 4,89
Теллуристая H2TeO3 2.7 7.7 4,37
Фтороводородная (плавиковая) HF 3 3,11
Теллуроводородная H2Te 3 12.16 3,11
Слабые

кислоты

Азотистая HNO2 3.35 2,09
Уксусная CH3COOH 4.76 0,4160
Гексаакваалюминия (III) катион [Al(H2O)6]3+ 4.85 0,3751
Угольная H2CO3 6.37 10.33 0,0653
Сероводородная H2S 6.92 13 0,0347
Дигидрофосфат H2PO4- 7.12 12.4 0,0275
Хлорноватистая HClO 7.25 0,0237
Ортогерманиевая H4GeO4 8.6 12.7 0,0050
Бромноватистая HBrO 8.7 0,0045
Ортотеллуровая H6TeO6 8.8 11 15 0,0040
Мышьяковистая H3AsO3 9.2 0,0025
Синильная (циановодородная) HCN 9.21 0,0025
Ортоборная H3BO3 9.24 0,0024
Аммоний NH4+ 9.25 0,0024
Ортокремниевая H4SiO4 9.5 11.7 12 0,0018
Гидрокарбонат HCO32- 10.4 6,31*10^-4
Иодноватистая HIO 11.0 3,16*10^-4
Пероксид водорода H2O2 11.7 1,41*10^-4
Гидрофосфат HPO42- 12.4 6,31*10^-5
Гидросульфат HS- 14.0 1*10^-5
Вода H2O 15.7 21 1,41*10^-6
Основания Гидроксид OH- 21 3,16*10^-9
Фосфин PH3 27 0
Аммиак NH3 33 0
Метан CH4 34 0
Водород H2 38.6 0

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Primchem 2002. Дата обращения: 14 октября 2021. Архивировано 23 октября 2021 года.