Περιεχόμενο
Κάθε οξύ έχει μια χαρακτηριστική σταθερά διάστασης (Κένα), το οποίο είναι ένα μέτρο της ικανότητάς του να δωρίζει ιόντα υδρογόνου σε διάλυμα. Με άλλα λόγια, Κένα παρέχει έναν τρόπο να μετρηθεί η ισχύς ενός οξέος. Μεγαλύτερες τιμές σημαίνουν ισχυρότερα οξέα. Το ρΗ (ισχύς υδρογόνου) ενός διαλύματος είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου και είναι επίσης ένα μέτρο οξύτητας, αλλά δεν είναι το ίδιο με το Κένα. Υπάρχει όμως σχέση μεταξύ των δύο, και μπορείτε να υπολογίσετε το Kένα για ένα οξύ εάν γνωρίζετε τη συγκέντρωση οξέος και το ρΗ του διαλύματος.
Διαστασιακή Κα
Μια ένωση είναι όξινη εάν μπορεί να δώσει ιόντα υδρογόνου σε ένα υδατικό διάλυμα, πράγμα που ισοδυναμεί με το να λέει ότι η ένωση είναι ικανή να δημιουργήσει ιόντα υδρογόνου (Η30+). Η γενική εξίσωση που περιγράφει τι συμβαίνει σε ένα οξύ (ΗΑ) σε διάλυμα είναι:
ΗΑ + Η20 <-> Η30+ + Α-, όπου ένας- είναι η συζευγμένη βάση.
Ορισμένα οξέα είναι ισχυρά και διαχωρίζονται πλήρως, ενώ άλλα είναι αδύναμα και μόνο μερικώς αποσυντίθενται. Μπορείτε να μετρήσετε την ισχύ ενός οξέος με την σταθερά διάστασής του Kένα, η οποία είναι ένας λόγος που σχηματίζεται διαιρώντας τη συγκέντρωση των προϊόντων με τη συγκέντρωση των αντιδραστηρίων:
κένα = /
Όλες οι αντιδράσεις συμβαίνουν στο νερό, οπότε συνήθως διαγράφεται από την εξίσωση.
Παραγωγή Ka από το ρΗ
Το ρΗ ενός υδατικού διαλύματος οξέος είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης των ελεύθερων ιόντων υδρογόνου (ή υδρονίου) που περιέχει: pH = -log ή ρΗ = -log. Η τελευταία εξίσωση μπορεί να ξαναγραφεί:
= 10-ΡΗ
Γνωρίζετε τη γραμμομοριακή συγκέντρωση ενός διαλύματος οξέος και μπορείτε να μετρήσετε το pH του, η παραπάνω ισοδυναμία σας επιτρέπει να υπολογίσετε τη σχετική συγκέντρωση του οξέος προς τη συζευγμένη βάση και να αντλήσετε την σταθερά διάστασης Kένα. Για να το κάνετε αυτό, σας βοηθά να δημιουργήσετε έναν πίνακα που περιγράφει το Εγώαρχικές συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων και των προϊόντων ντομεταλλάσσονται σε συγκεντρώσεις και οι συγκεντρώσεις σε μιισορροπία. Αυτός είναι ένας πίνακας ICE. Αντί να ορίσετε έναν γενικό τρόπο, είναι πιο διδακτικό για να απεικονίσει τη διαδικασία με ένα συγκεκριμένο παράδειγμα.
Σταθερό διάστασης για το οξικό οξύ
Το οξικό οξύ, το οξύ που δίνει ξύδι ξινή γεύση του, είναι ένα ασθενές οξύ που διασπάται σε οξικά και ιόντα υδρογόνου σε διάλυμα.
CH3CO2Η + Η2O <-> CH3CO2− + Η3Ο+
Τυπικό ξύδι νοικοκυριού είναι ένα διάλυμα 0,9 Μ με ρΗ 2,4. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα, είναι δυνατόν να υπολογιστεί η σταθερά διάστασης:
Οξικό οξύ (CH3CO2)Η) ιόντα υδρονίου (Η3Ο+) Οξικές Οξικές (CH3CO2-)
Αρχική 0,9 M 0 0
Αλλαγή -x M + x M + x M
Ισορροπία (0,9 - x) M x M x M
Η σταθερά διάστασης Kένα είναι / .
κένα = x2/(0,9 - x)
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, = 10-ΡΗ. Από το x = και γνωρίζετε το pH της λύσης, μπορείτε να γράψετε x = 10-2.4. Τώρα είναι δυνατόν να βρεθεί μια αριθμητική τιμή για το Ka.
Ka = (10-2.4)2 /(0.9 - 10-2.4) = 1,8 χ 10-5.