Hapon dissosiaatiovakio

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 31. elokuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 68 muokkausta .

Hapon dissosiaatiovakio Ka (tunnetaan myös happamuusvakiona ) on tasapainovakio hapon dissosiaatioreaktiossa vetykationiksi ja happotähteen anioniksi . Moniemäksisille hapoille, joiden dissosiaatio tapahtuu useissa vaiheissa, ne toimivat erillisillä vakioilla eri dissosiaatiovaiheille, jotka merkitsevät niitä K a1 , K a2 jne. Mitä suurempi K a :n arvo on , sitä enemmän molekyylejä dissosioituu liuoksessa ja siksi happo on vahvempaa.

Laskentaesimerkkejä

Yksiemäksinen happo

Reaktio	K a
${\ce {HA <=> A^- + H^+))$	$K_{{\ce {a}}}={\frac {[{\ce {A^-}}][{\ce {H+}}]}{{\ce {[HA]}}} }$

jossa A - on happoanionin symboli, [HA] on HA-partikkelin liuoksen tasapainopitoisuus .

Kaksiemäksinen happo

Reaktio	K a
$H_2A = H^+ + HA^-$	$K_{a1} = {\vasen[ H^+ \oikea] \vasen[ HA^- \oikea] \yli \vasen[ H_2A \oikea]}$
$HA^- = H^+ + A^{2-}$	$K_{a2} = {\vasen[ H^+ \oikea] \vasen[ A^{2-} \oikea] \ylä \vasen[ HA^- \oikea]}$

Lausekkeissa esiintyvä [H2A ] -pitoisuus on dissosioitumattoman hapon tasapainokonsentraatio , ei hapon alkupitoisuus ennen sen dissosiaatiota.

pKa- ja pH - arvot

Useammin itse dissosiaatiovakion (happovakio) sijasta käytetään arvoa (happamuusvakion indikaattori), joka määritellään itse vakion negatiiviseksi desimaalilogaritmiksi , ilmaistuna mol / l. pH-arvo voidaan ilmaista samalla tavalla . $K_{\mathrm {a} }$ $\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }$ $K_{\mathrm {a} }$

\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }=-\lg \left(K_{\mathrm {a} }\right)

{\ce {pH}}=-\lg[{\ce {H+}}]

PKa- ja pH - arvot liittyvät Henderson-Hasselbach-yhtälöön.

Henderson-Hasselbachin yhtälö

{\ce {pH}}=\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }+\lg \left(\mathrm {\frac {[A^{-}]}{[HA]}} \oikea)

Yhtälön muunnos

Päästää

$c$ - hapon alkuperäinen moolipitoisuus

$\alpha \noin {\sqrt {K_{a} \over c))$ - dissosiaatioaste

${\ce {HA}}$	${\ce {<=>}}$	${\ce {A^-}}$	${\ce {+))$	${\ce {H^+))$
$\mathrm {cc\alpha }$		$\mathrm {c\alpha }$		$\mathrm {c\alpha }$

Muunnetaan yhtälö

${\ce {pH}}=\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }+\lg \left(\mathrm {\frac {[A^{-}]}{[HA]}} \oikea)$

${\ce {pH}}=\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }-\lg \left(\mathrm {\frac {c(1-\alpha )}{c\alpha }} \oikea)$

${\ce {pH}}=\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }-\lg \left(\mathrm {{\frac {1}{\alpha }}-1} \right)$

Voidaan nähdä, että kun meillä on , niin se näyttää arvon , jolla happo dissosioituu puoleen. $\alpha =0,5$ ${\ce {pH}}=\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }$ $pK_{a}$ ${\ce {pH))$

$\alpha <0,5$	${\ce {pH}}<\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }$	Happammassa ympäristössä hapon dissosiaatio vähenee	$[A^{-}]<[HA]$
$\alpha =0,5$	${\ce {pH}}=\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }$	Hapon ja sen suolan pitoisuuksien tasapaino	$[A^{-}]=[HA]$
$\alpha >0,5$	${\ce {pH}}>\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }$	Alkalisemmassa ympäristössä hapon dissosiaatio lisääntyy	$[A^{-}]>[HA]$

Toinen suhde pKa :n ja pH :n välillä

${\ce {HA}}$	${\ce {<=>}}$	${\ce {A^-}}$	${\ce {+))$	${\ce {H^+))$
$\mathrm {cc\alpha }$		$\mathrm {c\alpha }$		$\mathrm {c\alpha }$

$K={[A^{-}][H^{+}] \over [HA]}={[H^{+}]^{2} \over [HA]},\ \ \ [ H^{+}]={\sqrt {\mathrm {K_{a}c} }}$

${\ce {pH}}=-\lg \left(\mathrm {\alpha c} \right)=-\lg \left(\mathrm ({\sqrt {K_{a} \over c)) c} \right)=-\lg \left(\mathrm {\sqrt {K_{a}c}} \right)={-\lg \left(\mathrm {K_{a}} \right)-\lg (\mathrm {c} ) \over 2}$

esimerkki pH:n löytämisestä

Määritä 0,1 M Na 2 CO 3 -liuoksen pH

pKal ( H2C03 ) = 6,3696 _

pKa2 ( H2C03 ) = 10,3298 _

Ratkaisu:

Na 2CO 3 + H 2 O \ u003d NaOH + NaHC03

${\begin{bmatrix}{\ce {pOH}}={-\lg \left(\mathrm {K_{b)) \right)-\lg(\mathrm {c} ) \over 2}\ \-\lg \left(K_{b}\right)=pK_{b}=14-pK_{a}\\{\ce {pH}}=14-{\ce {pOH}}\end{bmatrix} }\$

minne pääsemme

${\ce {pH}}=14-{14-{\ce {pK}}_{a}\ -\ \lg(\mathrm {c} ) \over 2}$

${\ce {pH}}=14-{14-10.3298\ -\ \lg(0.1) \over 2}=11.66$

pH-arvo > 7 tarkoittaa, että Na 2CO 3 -suola muodostaa alkalisen ympäristön

Kantadissosiaatiovakio K b

$\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }=-\lg \left(K_{\mathrm {a} }\right)$ - happamuusvakion indikaattori (englannin kielestä happo - happo), joka kuvaa protonin poistumisreaktiota haposta HA .

$\mathrm {p} K_{\mathrm {b} }=-\lg \left(K_{\mathrm {b} }\right)$ - emäksisyysvakion indikaattori (englannin kielestä - emäs), joka kuvaa protonin lisäyksen reaktiota emäkseen B.

Reaktio	K
${\ce {HA <=> A^- + H^+))$	$K_{{\ce {a}}}={\frac {[{\ce {A^-}}][{\ce {H+}}]}{{\ce {[HA]}}} }$
${\mathsf {B+H_{2}O}}\rightleftharpoons {\mathsf {BH^{+}+OH^{-}}}$	$K_{b}={\frac {[{\mathsf {BH^{+}}}]\cdot [{\mathsf {OH^{-}}}]}{[{\mathsf {B}} ]}}$

$pK_{{\ce {a}}}+pK_{{\ce {b}}}=14=pK_{{\ce {W}}}(25^{\circ }C)$ on veden ioninen tuote

$pK_{{\ce {a}}}=14-pK_{{\ce {b}}}$

${\displaystyle pK_{{\ce {BH^+))}=14-pK_({\ce {B))))$

Joidenkin yhdisteiden dissosiaatiovakiot

Veden happamuus pKa ( H20 ) = 15,74

Mitä suurempi pKa , sitä emäksisempi yhdiste; mitä pienempi pKa , sitä happamampi yhdiste.

Esimerkiksi pKa : n arvolla voidaan ymmärtää, että alkoholeilla on emäksisiä ominaisuuksia (niiden pKa on suurempi kuin veden) ja fenoleilla on happamia ominaisuuksia.

Lisäksi pK a :n mukaan voit asettaa useita venäläisissä koulukirjoissa annettuja happovahvuuksia

Useita happojen vahvuuksia [1]

	Nimi	Acid	pK a1	pK a2	pK a3	$\alpha _{1}$ С = 1 mol/l, %
Vahva hapot	Hydrojodi	HEI	-kymmenen			100
	Kloori	HClO 4	-kymmenen			100
	Hydrobromi	HBr	-9			100
	Suola (kloorivety)	HCl	-7			100
	rikkipitoinen	H2SO4 _ _ _	-3	1.92		99,90
	Seleeni	H 2 SeO 4	-3	1.9		99,90
	Hydronium	H3O + _ _	-1,74	15.74	21	98.24
	Typpi	HNO3_ _	-1.4			96.31
	Kloori	HClO 3	-yksi			91,61
	Jodi	HIO 3	0.8			32.67
Keskikokoinen hapot	Sulfamic	NH2SO3H _ _ _ _	0,99			27.28
	suolaheinä	H2C2O4 _ _ _ _ _	1.42	4.27		17.69
	Jodi	H5IO6 _ _ _	1.6			14.64
	Fosfori	H3PO3 _ _ _	1.8	6.5		11.82
	rikkipitoinen	H2SO3 _ _ _	1.92	7.20		10.38
	Hydrosulfaatti	HSO 4 - _	1.92			10.38
	Fosfori	H3PO2 _ _ _	2.0			9.51
	Kloridi	HClO 2	2.0			9.51
	Fosfori	H3PO4 _ _ _	2.1	7.12	12.4	8.52
	Hexaqua rauta(III)-kationi	[Fe ( H20 ) 6 ] 3+	2.22			7.47
	Arseeni	H3AsO4 _ _ _	2.32	6.85	11.5	6.68
	selenisti	H 2 SeO 3	2.6	7.5		4.89
	kertovainen	H2TeO3 _ _ _	2.7	7.7		4.37
	fluorivety (fluorivety)	HF	3			3.11
	Tellurinen	H 2 Te	3	12.16		3.11
Heikko hapot	typpipitoinen	HNO 2	3.35			2.09
	Etikka	CH3COOH _ _	4.76			0,4160
	Hexaaquaaluminium(III)-kationi	[AI( H20 ) 6 ] 3+	4.85			0,3751
	Hiili	H2CO3 _ _ _	6.37	10.33		0,0653
	Rikkivety	H2S _ _	6.92	13		0,0347
	divetyfosfaatti	H2PO4- _ _ _ _	7.12	12.4		0,0275
	hypokloorinen	HClO	7.25			0,0237
	ortogermanium	H 4 GeO 4	8.6	12.7		0,0050
	Bromimainen	HBrO	8.7			0,0045
	orthotelluric	H 6 TeO 6	8.8	yksitoista	viisitoista	0,0040
	Arseeni	H3AsO3 _ _ _	9.2			0,0025
	Syaanivety (syaanivety)	HCN	9.21			0,0025
	ortosyntynyt	H3BO3 _ _ _	9.24			0,0024
	Ammonium	NH4 + _	9.25			0,0024
	Ortosilikoni	H4SiO4 _ _ _	9.5	11.7	12	0,0018
	Bikarbonaatti	HCO 3 2-	10.4			6,31*10^-4
	Jodipitoinen	HIO	11.0			3,16*10^-4
	Vetyperoksidi	H2O2 _ _ _	11.7			1,41*10^-4
	Hydrofosfaatti	HPO 4 2-	12.4			6,31*10^-5
	Hydrosulfaatti	HS- _	14.0			1*10^-5
	Vesi	H2O _ _	15.7	21		1,41*10^-6
Säätiöt	Hydroksidi	oh- _	21			3,16*10^-9
	Fosfiini	PH 3	27			0
	Ammoniakki	NH3_ _	33			0
	Metaani	CH 4	34			0
	Vety	H2_ _	38.6			0

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Primchem 2002 . Haettu 14. lokakuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 23. lokakuuta 2021. (Venäjän kieli)