Hằng số phân ly axit pKa trong hóa học là gì?

Hằng số phân ly axit là hằng số cân bằng của phản ứng phân ly của một axit và được ký hiệu là Ka. Hằng số cân bằng này là thước đo định lượng độ bền của axit trong dung dịch. Ka thường được biểu thị bằng đơn vị mol / L. Có bảng hằng số phân ly axit, để tham khảo dễ dàng. Đối với dung dịch nước, dạng tổng quát của phản ứng cân bằng là: HA + H2O A- + H3O +

Trong đó HA là một axit phân ly trong bazơ liên hợp của axit A- và ion hydro kết hợp với nước tạo thành ion hydronium H3O +. Khi nồng độ HA, A- và H3O + không còn thay đổi theo thời gian, phản ứng ở trạng thái cân bằng và hằng số phân ly có thể được tính: Ka = [A -] [H3O +] / [HA] [H 2O]

trong đó dấu ngoặc vuông biểu thị nồng độ. Trừ khi một axit cực kỳ cô đặc, phương trình được đơn giản hóa bằng cách giữ nồng độ của nước là một hằng số: HA A- + H +

Ka = [A -] [H +] / [HA]. Hằng số phân ly axit còn được gọi là hằng số axit hoặc hằng số ion hóa axit.

Liên quan Ka và pKa

Một giá trị liên quan là pKa, là hằng số phân ly axit logarit: pKa = -log10Ka

Sử dụng Ka và pKa để dự đoán trạng thái cân bằng và sức mạnh của axit

Ka có thể được sử dụng để đo vị trí cân bằng:

  • Nếu Ka lớn, sự hình thành các sản phẩm của sự phân ly được ưa chuộng.
  • Nếu Ka nhỏ, axit không hòa tan được ưa chuộng.
  • Ka có thể được sử dụng để dự đoán độ mạnh của axit:

Nếu Ka lớn (pKa nhỏ) điều này có nghĩa là axit chủ yếu được phân ly, vì vậy axit rất mạnh. Axit có pKa nhỏ hơn khoảng -2 là axit mạnh.

Nếu Ka nhỏ (pKa lớn), sự phân ly nhỏ đã xảy ra, do đó axit yếu. Các axit có pKa trong khoảng -2 đến 12 trong nước là các axit yếu.

Ka là thước đo tốt hơn về độ bền của axit so với pH vì thêm nước vào dung dịch axit không làm thay đổi hằng số cân bằng axit của nó, nhưng làm thay đổi nồng độ ion H + và pH.

Ví dụ Ka

Hằng số phân ly axit, Ka của axit HB là:

HB (aq) ↔ H + (aq) + B- (aq)

Ka = [H +] [B-] / [HB]

Đối với sự phân ly của axit ethanoic:

CH3COOH (aq) + H2O (l) = CH3COO- (aq) + H3O + (aq)

Ka = [CH3COO- (aq)] [H3O + (aq)] / [CH3COOH (aq)]

Sự phân ly axit không đổi từ pH

Hằng số phân ly axit có thể được tìm thấy nó pH được biết đến. Ví dụ: Tính hằng số phân ly axit Ka cho dung dịch axit propionic 0,2 CH (CH3CH2CO2H) được tìm thấy có giá trị pH là 4,88.

Để giải quyết vấn đề, đầu tiên hãy viết phương trình hóa học cho phản ứng. Bạn sẽ có thể nhận ra axit propionic là một axit yếu (vì nó không phải là một trong những axit mạnh và nó có chứa hydro). Đó là sự phân ly trong nước là: CH3CH2CO2H + H2 H3O + + CH3CH2CO2-

Thiết lập một bảng để theo dõi các điều kiện ban đầu, thay đổi điều kiện và nồng độ cân bằng của loài. Điều này đôi khi được gọi là bảng ICE: CH3CH2CO2H H3O + CH3CH2CO2-

Nồng độ ban đầu 0,2 M 0 M 0 M

Thay đổi nồng độ -x M + x M + x M

Nồng độ cân bằng (0,2 – x) M x M x M

x = [H3O +

Bây giờ sử dụng công thức pH:

pH = -log [H3O +]

-pH = log [H3O +] = 4,88

[H3O + = 10-4,88 = 1,32 x 10-5

Cắm giá trị này cho x để giải quyết cho Ka:

Ka = [H3O +] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]

Ka = x2 / (0,2 – x)

Ka = (1.32 x 10-5) 2 / (0.2 – 1.32 x 10-5)

Ka = 8,69 x 10-10

Bảng các giá trị Ka chung cho các axit yếu

Ka là hằng số cân bằng cho phản ứng phân ly của một axit yếu. Một axit yếu là một chất chỉ phân ly một phần trong nước hoặc dung dịch nước. Giá trị của Ka được sử dụng để tính pH của axit yếu. Giá trị pKa được sử dụng để chọn bộ đệm khi cần. Chọn một axit hoặc bazơ nơi pKa gần với độ pH cần thiết sẽ cho kết quả tốt nhất.

Đối với HA axit:

  • Ka = [H +] [A-] / [HA]
  • pKa = – log Ka
  • pH = – log ([H +])

Tại điểm giữa của một đường cong tương đương, pH = pKa

TênCông thứcKapKa
aceticHC2H3O21.8 x 10-54.7
ascorbic (I)H2C6H6O67.9 x 10-54.1
ascorbic (II)HC6H6O61.6 x 10-1211.8
benzoicHC7H5O26.4 x 10-54.2
boric (I)H3BO35.4 x 10-109.3
boric (II)H2BO31.8 x 10-1312.7
boric (III)HBO32-1.6 x 10-1413.8
carbonic (I)H2CO34.5 x 10-76.3
carbonic (II)HCO34.7 x 10-1110.3
citric (I)H3C6H5O73.2 x 10-76.5
citric (II)H2C6H5O71.7 x 1054.8
citric (III)HC6H5O72-4.1 x 10-76.4
formicHCHO21.8 x 10-43.7
hydrazidicHN31.9 x 10-54.7
hydrocyanicHCN6.2 x 10-109.2
hydrofluoricHF6.3 x 10-43.2
hydrogen peroxideH2O22.4 x 10-1211.6
hydrogen sulfate ionHSO41.2 x 10-21.9
hypochlorousHOCl3.5 x 10-87.5
lacticHC3H5O38.3 x 10-43.1
nitrousHNO24.0 x 10-43.4
oxalic (I)H2C2O45.8 x 10-21.2
oxalic (II)HC2O46.5 x 10-54.2
phenolHOC6H51.6 x 10-109.8
propanicHC3H5O21.3 x 10-54.9
sulfurous (I)H2SO31.4 x 10-21.85
sulfurous (II)HSO36.3 x 10-87.2
uricHC5H3N4O31.3 x 10-43.9

Đọc thêm:

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker