Die Säuredissoziationskonstante ist die Gleichgewichtskonstante der Dissoziationsreaktion eines Acid und wird mit K bezeichnetein. Diese Gleichgewichtskonstante ist ein quantitatives Maß für die Stärke einer Säure in einer Lösung. K.ein wird üblicherweise in Einheiten von mol / l ausgedrückt. Es gibt Tabellen der Säuredissoziationskonstanten, zum einfachen Nachschlagen. Für eine wässrige Lösung gilt die allgemeine Form des Gleichgewichts Reaktion ist:
HA + H.2O ⇆ A.- + H.3Ö+
wobei HA eine Säure ist, die in der konjugierten Base der Säure A dissoziiert- und ein Wasserstoffion, das sich mit Wasser verbindet, um das Hydroniumion H zu bilden3Ö+. Wenn die Konzentrationen von HA, A.-und H.3Ö+ ändert sich nicht mehr im Laufe der Zeit, die Reaktion befindet sich im Gleichgewicht und die Dissoziationskonstante kann berechnet werden:
K.ein = [A.-] [H.3Ö+] / [HA] [H.2Ö]
wobei die eckigen Klammern die Konzentration anzeigen. Sofern eine Säure nicht extrem konzentriert ist, wird die Gleichung vereinfacht, indem die Wasserkonzentration konstant gehalten wird:
HA ⇆ A.- + H.+
K.ein = [A.-] [H.+]/[HA]
Die Säuredissoziationskonstante ist auch als bekannt Säurekonstante oder Säureionisationskonstante.
In Bezug auf Ka und pKa
Ein verwandter Wert ist pKein, das ist die logarithmische Säuredissoziationskonstante:
pKein = -log10K.ein
Verwendung von Ka und pKa zur Vorhersage des Gleichgewichts und der Stärke von Säuren
K.ein kann verwendet werden, um die Position des Gleichgewichts zu messen:
- Wenn K.ein groß ist, wird die Bildung der Dissoziationsprodukte begünstigt.
- Wenn K.ein klein ist, wird die ungelöste Säure bevorzugt.
K.ein kann verwendet werden, um vorherzusagen die Stärke einer Säure:
- Wenn K.ein ist groß (pKein ist klein) dies bedeutet, dass die Säure größtenteils dissoziiert ist, so dass die Säure stark ist. Säuren mit einem pKein weniger als etwa -2 sind starke Säuren.
- Wenn K.ein ist klein (pKein ist groß), es ist wenig Dissoziation aufgetreten, so dass die Säure schwach ist. Säuren mit einem pKein im Bereich von -2 bis 12 in Wasser sind schwache Säuren.
K.ein ist ein besseres Maß für die Stärke einer Säure als pH weil die Zugabe von Wasser zu einer Säurelösung nicht die Säuregleichgewichtskonstante ändert, sondern das H.+ Ionenkonzentration und pH.
Ka Beispiel
Die Säuredissoziationskonstante K.ein des Acid HB ist:
HB (aq) ↔ H.+(aq) + B.-(aq)
K.ein = [H.+] [B.-] / [HB]
Zur Dissoziation von Ethansäure:
CH3COOH(aq) + H.2Ö(l) = CH3GURREN-(aq) + H.3Ö+(aq)
K.ein = [CH3GURREN-(aq)] [H.3Ö+(aq)] / [CH3COOH(aq)]
Säuredissoziationskonstante vom pH
Die Säuredissoziationskonstante kann gefunden werden, wenn der pH bekannt ist. Beispielsweise:
Berechnen Sie die Säuredissoziationskonstante K.ein für eine 0,2 M wässrige Lösung von Propionsäure (CH3CH2CO2H) das einen pH-Wert von 4,88 aufweist.
Um das Problem zu lösen, schreiben Sie zunächst die chemische Gleichung für die Reaktion. Sie sollten in der Lage sein zu erkennen, dass Propionsäure a ist schwache Säure (weil es nicht einer der ist starke Säuren und es enthält Wasserstoff). Die Dissoziation im Wasser ist:
CH3CH2CO2H + H.2 ⇆ H.3Ö+ + CH3CH2CO2-
Stellen Sie eine Tabelle auf, um die Anfangsbedingungen, die Änderung der Bedingungen und die Gleichgewichtskonzentration der Spezies zu verfolgen. Dies wird manchmal als ICE-Tabelle bezeichnet:
| CH3CH2CO2H. | H.3Ö+ | CH3CH2CO2- | |
| Anfangskonzentration | 0,2 M. | 0 M. | 0 M. |
| Konzentrationsänderung | -x M. | + x M. | + x M. |
| Gleichgewichtskonzentration | (0,2 - x) M. | x M. | x M. |
x = [H.3Ö+
Jetzt benutzen die pH-Formel:
pH = -log [H.3Ö+]
-pH = log [H.3Ö+] = 4.88
[H.3Ö+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Geben Sie diesen Wert für x ein, um nach K zu lösenein:
K.ein = [H.3Ö+][CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
K.ein = x2 / (0,2 - x)
K.ein = (1,32 x 10-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10-5)
K.ein = 8,69 × 10-10