Kyslá disociačná konštanta je rovnovážna konštanta disociačná reakcia z kyselina a je označený K. Táto rovnovážna konštanta je kvantitatívnym meradlom sily kyseliny v roztoku. K je všeobecne vyjadrený v jednotkách mol / l. Existujú tabuľky kyslých disociačných konštánt, pre ľahkú orientáciu. Pre vodný roztok je to všeobecná forma rovnováhy reakcie je:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
kde HA je kyselina, ktorá disociuje v konjugovanej báze kyseliny A- a vodíkový ión, ktorý sa kombinuje s vodou za vzniku hydróniového iónu H3O+. Ak sú koncentrácie HA, A-a H3O+ už sa v priebehu času nemení, reakcia je v rovnováhe a môže sa vypočítať disociačná konštanta:
K = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
kde hranaté zátvorky označujú koncentráciu. Pokiaľ nie je kyselina extrémne koncentrovaná, je rovnica zjednodušená udržiavaním koncentrácie vody ako konštantnej:
HA ⇆ A- + H+
K = [A-] [H+] / [HA]
Kyslá disociačná konštanta je tiež známa ako konštanta kyslosti alebo kyslá ionizačná konštanta.
Vzťah Ka a pKa
Súvisiaca hodnota je pK, čo je disociačná konštanta logaritmickej kyseliny:
pK = -log10K
Použitie Ka a pKa na predpovedanie rovnováhy a sily kyselín
K možno použiť na meranie polohy rovnováhy:
- Ak K je veľká, uprednostňuje sa tvorba produktov disociácie.
- Ak K je malý, je výhodná nerozpustená kyselina.
K môžu byť použité na predpovedanie sila kyseliny:
- Ak K je veľký (pK znamená, že kyselina je väčšinou disociovaná, takže je silná. Kyseliny s pK menej ako asi -2 sú silné kyseliny.
- Ak K je malý (pK je veľká), došlo k malej disociácii, takže kyselina je slabá. Kyseliny s pK vo vode sú -2 až 12 slabé kyseliny.
K je lepšia miera sily kyseliny ako pH pretože pridanie vody do kyslého roztoku nemení svoju rovnovážnu konštantu kyseliny, ale mení H+ koncentrácia iónov a pH.
Príklad Ka
Kyslá disociačná konštanta, K z kyselina HB je:
HB (aq) = H+(aq) + B-(Aq)
K = [H+] [B-] / [HB]
Na disociáciu kyseliny etánovej:
CH3COOH(Aq) + H2O(L) = CH3COO-(Aq) + H3O+(Aq)
K = [CH3COO-(Aq)] [H3O+(Aq)] / [CH3COOH(Aq)]
Disociačná konštanta kyseliny od pH
Kyslá disociačná konštanta sa dá zistiť, že je známe pH. Napríklad:
Vypočítajte disociačnú konštantu K pre 0,2 M vodný roztok kyseliny propiónovej (CH3CH2CO2H) s hodnotou pH 4,88.
Ak chcete vyriešiť problém, najprv napíšte chemickú rovnicu pre reakciu. Mali by ste byť schopní spoznať, že kyselina propiónová je a slabá kyselina (pretože to nie je jeden z silné kyseliny a obsahuje vodík). Jeho disociácia vo vode je:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-
Pripravte si tabuľku, ktorá sleduje počiatočné podmienky, zmeny podmienok a rovnovážnu koncentráciu druhu. Toto sa niekedy nazýva tabuľka ICE:
| CH3CH2CO2H | H3O+ | CH3CH2CO2- | |
| Počiatočná koncentrácia | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Zmena koncentrácie | -x M | + x M | + x M |
| Rovnovážna koncentrácia | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3O+
Teraz použite pH vzorec:
pH = -log [H3O+]
-pH = log [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Ak chcete vyriešiť hodnotu K, pripojte túto hodnotu pre x:
K = [H3O+] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
K = x2 / (0,2 - x)
K = (1,32 x 10-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10)-5)
K = 8,69 x 10-10