Константата на дисоциация на киселината е равновесната константа на дисоциационна реакция на киселина и се обозначава с Kа. Тази равновесна константа е количествена мярка за силата на киселина в разтвор. Kа обикновено се изразява в единици mol / L. Има таблици на константи на дисоциация на киселина, за лесна справка. За воден разтвор общата форма на равновесието реакция е:
HA + H2О ⇆ А- + Н3О+
където НА е киселина, която се дисоциира в конюгираната основа на киселина А- и водороден йон, който се комбинира с вода, за да образува хидрониевия йон Н3О+. Когато концентрациите на НА, А-, и Н3О+ вече не се променя във времето, реакцията е в равновесие и константата на дисоциация може да се изчисли:
Kа = [A-] [Н3О+] / [HA] [H2О]
където квадратните скоби показват концентрация. Освен ако киселината не е изключително концентрирана, уравнението се опростява, като концентрацията на водата се поддържа като постоянна:
HA ⇆ A- + Н+
Kа = [A-] [Н+] / [HA]
Константата на дисоциация на киселината е известна още като постоянна киселинност или киселинно-йонизационна константа.
Свързани Ка и pKa
Свързана стойност е рКа, която е константата на дисоциация на логаритмичната киселина:
рКа = -log10Kа
Използване на Ka и pKa за прогнозиране на равновесието и силата на киселините
Kа може да се използва за измерване на положението на равновесие:
- Ако Ка е голям, благоприятства се образуването на продуктите на дисоциацията.
- Ако Ка е малка, неразтворената киселина е предпочитана.
Kа може да се използва за прогнозиране силата на киселина:
- Ако Ка е голям (pK)а е малък) това означава, че киселината е предимно дисоциирана, така че киселината е силна. Киселини с рКа по-малко от около -2 са силни киселини.
- Ако Ка е малка (pK)а е голям), има малка дисоциация, така че киселината е слаба. Киселини с рКа в диапазона от -2 до 12 във вода са слаби киселини.
Kа е по-добра мярка за силата на една киселина отколкото pH тъй като добавянето на вода към киселинен разтвор не променя постоянното му равновесие на киселината, а променя Н+ йонна концентрация и рН.
Ка Пример
Константата на дисоциация на киселината, Ка от киселина HB е:
HB (aq) ↔H+(aq) + B-(Воден)
Kа = [H+] [B-] / [HB]
За дисоциацията на етановата киселина:
СН3COOH(Воден) + Н2О(Л) = СН3COO-(Воден) + Н3О+(Воден)
Kа = [СН3COO-(Воден)] [Н3О+(Воден)] / [СН3COOH(Воден)]
Константна дисоциация на киселина от рН
Константата на дисоциация на киселината може да бъде намерена, тъй като рН е известно. Например:
Изчислете константата на дисоциацията на киселината Kа за 0.2 М воден разтвор на пропионова киселина (СН3СН2CO2H) за който се установи, че има рН стойност 4,88.
За да разрешите проблема, първо напишете химичното уравнение за реакцията. Трябва да можете да разпознаете пропионовата киселина е a слаба киселина (защото не е от силни киселини и съдържа водород). Това е дисоциация във водата е:
СН3СН2CO2H + H2 ⇆ H3О+ + СН3СН2CO2-
Създайте таблица, за да следите първоначалните условия, промените в условията и равновесната концентрация на вида. Това понякога се нарича таблица на ICE:
| СН3СН2CO2Н | Н3О+ | СН3СН2CO2- | |
| Начална концентрация | 0,2 М | 0 М | 0 М |
| Промяна в концентрацията | -x M | + x M | + x M |
| Равновесна концентрация | (0,2 - х) М | х M | х M |
x = [H3О+
Сега използвайте рН формулата:
pH = -log [H3О+]
-pH = лог [H3О+] = 4.88
[Н3О+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Включете тази стойност за x, за да разрешите за Kа:
Kа = [H3О+] [CH3СН2CO2-] / [СН3СН2CO2Н]
Kа = х2 / (0,2 - х)
Kа = (1.32 х 10-5)2 / (0,2 - 1,32 х 10-5)
Kа = 8,69 х 10-10