Kyselinová disociační konstanta je rovnovážná konstanta disociační reakce z kyselina a je označen KA. Tato rovnovážná konstanta je kvantitativní měřítko síly kyseliny v roztoku. KA se obvykle vyjadřuje v jednotkách mol / l. Existují tabulky kyselinových disociačních konstant, pro snadnou orientaci. Pro vodný roztok obecná forma rovnováhy reakce je:
HA + H2O ⇆ A- + H3Ó+
kde HA je kyselina, která se disociuje v konjugované bázi kyseliny A- a vodíkový ion, který se kombinuje s vodou za vzniku hydroniového iontu H3Ó+. Když koncentrace HA, A-a H3Ó+ již se v průběhu času nemění, reakce je v rovnováze a lze vypočítat disociační konstantu:
KA = [A-] [H3Ó+] / [HA] [H2Ó]
kde hranaté závorky označují koncentraci. Pokud není kyselina extrémně koncentrovaná, je rovnice zjednodušena udržováním koncentrace vody jako konstanty:
HA ⇆ A- + H+
KA = [A-] [H+] / [HA]
Kyselinová disociační konstanta je také známá jako konstanta kyselosti nebo kyselinová ionizační konstanta.
Vztah Ka a pKa
Související hodnota je pKA, což je disociační konstanta logaritmické kyseliny:
pKA = -log10KA
Použití Ka a pKa k predikci rovnováhy a síly kyselin
KA lze použít k měření polohy rovnováhy:
- Pokud KA je velký, je příznivě vytvářena produkty disociace.
- Pokud KA je malý, nerozpuštěná kyselina je výhodná.
KA lze použít k předpovědi síla kyseliny:
- Pokud KA je velký (pKA je malá) to znamená, že kyselina je většinou disociovaná, takže je silná. Kyseliny s pKA méně než asi -2 jsou silné kyseliny.
- Pokud KA je malý (pKA je velká), došlo k malé disociaci, takže kyselina je slabá. Kyseliny s pKA v rozmezí -2 až 12 ve vodě jsou slabé kyseliny.
KA je lepší míra síly kyseliny než pH protože přidání vody do kyselého roztoku nezmění svou konstantní rovnováhu kyseliny, ale změní H+ koncentrace iontů a pH.
Příklad Ka
Kyselinová disociační konstanta, KA z kyselina HB je:
HB (aq) = H+(aq) + B-(aq)
KA = [H+] [B-] / [HB]
Pro disociaci kyseliny ethanové:
CH3COOH(aq) + H2Ó(l) = CH3VRKAT-(aq) + H3Ó+(aq)
KA = [CH3VRKAT-(aq)] [H3Ó+(aq)] / [CH3COOH(aq)]
Kyselina disociační konstanta od pH
Kyselinovou disociační konstantu lze zjistit, že je známo pH. Například:
Vypočítá se disociační konstanta KA pro 0,2 M vodný roztok kyseliny propionové (CH3CH2CO2H) s hodnotou pH 4,88.
Chcete-li problém vyřešit, nejprve napište chemickou rovnici pro reakci. Měli byste být schopni rozeznat kyselinu propionovou slabá kyselina (protože to není jeden z silné kyseliny a obsahuje vodík). Je to disociace ve vodě:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3Ó+ + CH3CH2CO2-
Vytvořte tabulku, která sleduje počáteční podmínky, změnu podmínek a rovnovážnou koncentraci druhu. Tomu se někdy říká tabulka ICE:
| CH3CH2CO2H | H3Ó+ | CH3CH2CO2- | |
| Počáteční koncentrace | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Změna koncentrace | -x M | + x M | + x M |
| Rovnovážná koncentrace | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3Ó+
Nyní použijte pH vzorec:
pH = -log [H3Ó+]
-pH = log [H3Ó+] = 4.88
[H3Ó+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Připojte tuto hodnotu pro x k vyřešení pro KA:
KA = [H3Ó+] [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