酸离解常数定义:ka

酸离解常数是酸离解反应的平衡常数,用Ka表示。该平衡常数是溶液中酸强度的定量量度。Ka通常以mol/L为单位表示。有酸离解常数表,便于参考。对于水溶液,平衡反应的一般形式为:...

酸离解常数是酸离解反应的平衡常数,用Ka表示。该平衡常数是溶液中酸强度的定量量度。Ka通常以mol/L为单位表示。有酸离解常数表,便于参考。对于水溶液,平衡反应的一般形式为:

woman working in lab with test tubes HA + H2O ⇆ A- + H3O+

其中,HA是在酸A-和氢离子的共轭碱中离解的酸,氢离子与水结合形成氢离子H3O+。当HA、A-和H3O+的浓度不再随时间变化时,反应处于平衡状态,可计算解离常数:

Ka = [A-][H3O+] / [HA][H2O]

其中方括号表示浓度。除非酸的浓度非常高,否则通过将水的浓度保持为常数来简化方程式:

HA ⇆ A- + H+ Ka = [A-][H+]/[HA]

酸离解常数也称为酸度常数或酸离子化常数。

关于ka和pka

相关值为pKa,它是对数酸离解常数:

pKa=-log10Ka

用ka和pka预测酸的平衡和强度

Ka可用于测量平衡位置:

  • 如果Ka较大,则有利于离解产物的形成。
  • 如果Ka较小,则倾向于未溶解酸。

Ka可用于预测酸的强度:

  • 如果Ka大(pKa小),这意味着酸大部分是解离的,因此酸很强。pKa小于-2的酸是强酸。
  • 如果Ka较小(pKa较大),则很少发生离解,因此酸较弱。水中pKa在-2到12范围内的酸是弱酸。

Ka比pH更能衡量酸的强度,因为向酸溶液中加水不会改变其酸平衡常数,但会改变H+离子浓度和pH值。

ka示例

酸HB的酸离解常数Ka为:

HB(aq) ↔ H+(aq) + B-(aq) Ka = [H+][B-] / [HB]

对于乙醇酸的离解:

CH3COOH(aq) + H2O(l) = CH3COO-(aq) + H3O+(aq) Ka = [CH3COO-(aq)][H3O+(aq)] / [CH3COOH(aq)]

酸碱离解常数

在已知pH值的情况下,可以找到酸离解常数。例如:

计算发现pH值为4.88的0.2 M丙酸水溶液(CH3CH2CO2H)的酸离解常数Ka。

要解决这个问题,首先,写出反应的化学方程式。你们应该能够识别丙酸是一种弱酸(因为它不是强酸之一,而且它含有氢)。它在水中的离解是:

CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-

建立一个表格,记录初始条件、条件变化和物种平衡浓度。这有时被称为冰桌:

  CH3CH2CO2H H3O+ CH3CH2CO2-
初始浓度 0.2米 0米 0米
浓度变化 -x M +x M +x M
平衡浓度 (0.2-x)米 x M x M
x = [H3.o+

现在使用pH公式:

pH = -log[H3.o+] -ph=对数[h]3.o+] = 4.88 [h]3.o+= 10-4.88=1.32 x 10-5

为x插入此值以求解Ka:

KA.=[h3.o+][ch3.中国2.有限公司2.-]/[ch3.中国2.有限公司2.h] 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

  • 发表于 2021-10-08 02:17
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  • 分类:化学

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