Inhoud
Elk zuur heeft een karakteristieke dissociatieconstante (Keen), wat een maat is voor zijn vermogen om waterstofionen in oplossing te doneren. Met andere woorden, Keen biedt een manier om de sterkte van een zuur te meten. Grotere waarden betekenen sterkere zuren. De pH (kracht van waterstof) van een oplossing is een maat voor de concentratie van waterstofionen en is ook een maat voor de zuurgraad, maar het is niet hetzelfde als Keen. Er is echter een relatie tussen de twee, en je kunt K berekeneneen voor een zuur als u de concentratie van zuur en de pH van de oplossing kent.
Dissociatie Constant Ka
Een verbinding is zuur als deze waterstofionen kan doneren aan een waterige oplossing, wat hetzelfde is als zeggen dat de verbinding in staat is hydroniumionen te vormen (H30+). De algemene vergelijking die beschrijft wat er gebeurt met een zuur (HA) in oplossing is:
HA + H20 <--> H30+ + A-, waar een- is de geconjugeerde base.
Sommige zuren zijn sterk en dissociëren volledig, terwijl andere zwak zijn en slechts gedeeltelijk dissociëren. Je kunt de sterkte van een zuur meten door de dissociatieconstante Keen, wat een verhouding is die wordt gevormd door de concentratie van producten te delen door de concentratie van reactanten:
Keen = /
Alle reacties gebeuren in water, dus het is meestal verwijderd uit de vergelijking.
Ka afleiden van pH
De pH van een waterige zuuroplossing is een maat voor de concentratie vrije waterstof (of hydronium) ionen die het bevat: pH = -log of pH = -log. De laatste vergelijking kan worden herschreven:
= 10-pH
Als u de molaire concentratie van een zure oplossing kent en de pH ervan kunt meten, kunt u met de bovenstaande equivalentie de relatieve concentratie van zuur tot conjugaatbasis berekenen en de dissociatieconstante K afleideneen. Om dit te doen, helpt het om een tabel op te stellen waarin de iknitiële concentraties van reactanten en producten, de Cverandering in concentraties en de concentraties bij EQuilibrium. Dit is een ICE-tafel. In plaats van er een op een algemene manier op te zetten, is het instructiever om de procedure te illustreren met een specifiek voorbeeld.
Dissociatieconstante voor azijnzuur
Azijnzuur, het zuur dat azijn zijn zure smaak geeft, is een zwak zuur dat in oplossing dissocieert tot acetaat en hydroniumionen.
CH3CO2H + H2O <--> CH3CO2− + H3O+
Typische huishoudazijn is een oplossing van 0,9 M met een pH van 2,4. Met behulp van de gegevens is het mogelijk om de dissociatieconstante te berekenen:
Azijnzuur (CH3CO2)H) Hydroniumionen (H3O+) Acetaationen (CH3CO2-)
Aanvankelijk 0,9 M 0 0
Wijzig -x M + x M + x M
Evenwicht (0,9 - x) M x M x M
De dissociatieconstante Keen is /.
Keen = x2/(0.9 - x)
Zoals hierboven opgemerkt, = 10-pH. Omdat x = en je weet de pH van de oplossing, kun je x = 10 schrijven-2.4. Het is nu mogelijk om een numerieke waarde voor Ka te vinden.
Ka = (10-2.4)2 /(0.9 - 10-2.4) = 1,8 x 10-5.