14.4 – Syrer og basers dissociationskonstant

Vi har set, at syrer har forskellige styrker, afhængig af hvor meget de dissocierer i vand. Fordi dissociationen af stærke syrer i vand, stort set er komplet, er reaktionen ikke betragtet som værende en ligevægtsblanding. Fordi svage syrer kun dissocierer ligt, når ionprodukterne imidlertid en ligevægt med de ikke-dissocierede svage syremolekyler. For eksempel myresyre, HCHO₂, syren der findes i bistik og myrebid, er en svag syre. Myresyre er en organisk syre, eller en carboxylsyre, i hvilken H⁺ skrives til venstre af formlen, som dissocierer til dannelse af formationer.

Dissociationskonstant for svage syrer og svage baser

En ligevægtsligning kan opstilles for svage syrer og svage baser, som giver forholdet mellem produkterne og produkterne af den svage syre eller svage base. Som med andre ligevægtsligninger, skal den molære koncentration af produkterne, divideres med den molære koncentration af reaktanterne. Fordi vand er en len væske med en konstant koncentration, udelades koncentrationen af vandet fra ligevægtsligningen. Den numeriske værdi af syreligevægtsligningen, er syredissociationskonstanten, K_a (eller syreioniseringskonstanten). For eksempel, bliver værdien af K_a for myresyre ved 25 ºC, bestemt eksperimentelt til at være 1,8 · 10^-4. Derfor kan ligningen for K_a for den svage syre myresyre, skrives:

K_a værdien for myresyre er lille, hvilket bekræfter at ligevægtsblandingen for myresyre i vand, hovedsageligt består af reaktanter, og kun en lille mængde af produkterne (husk, at koncentrationsenhederne udelades i værdierne for ligevægtskonstanter).

Svage syrer har små K_a værdier. Stærke syrer, er derimod næsten 100% dissocieret, og har derfor meget store K_a værdier, men disse værdier oplyses og anvendes sjældent. Tabel 14.5 giver en oversigt over K_a værdierne for udvalgte svage syrer.

Lad os se på ligevægtsligningen for den svage base metylamin:

${\mathrm{CH}}_3–{\mathrm{NH}}_{2\left(\mathrm{aq}\right)}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{l}\right)}\rightleftarrows {\mathrm{CH}}_3–{\mathrm{NH}}_{3\left(\mathrm{aq}\right)}^{+}+{\mathrm{OH}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{–}$

Som vi gjorde med syredissociationskonstanten, skal vands koncentration udelades fra ligevægtsligningen, hvilket giver basedissociationskonstanten, K_b (eller baseioniseringskonstanten). Derfor, skrives ligningen for K_b for en svag base som metylamin således:

Tabel 14.6 opsummerer de forskellige karakteristika for syrer og baser, i forhold til styreke og ligevægtsposition.

Konceptforståelse 14.5

Syredissociationskonstanter Salpetersyrling, HNO2, har en Ka på 4,5 · 10-4 og hypochlorsyre, HClO har en Ka på 3,5 · 10-4. Hvis hver syre har en koncentration på 0,10 M, hvilken opløsning har så den højeste koncentration af H3O+? Svar Salpetersyrling har en større Ka værdi end hypochlorsyre. Når salpetersyrling opløses i vand, der er en større dissociation af HNO2, hvilket giver en højere koncentration af H3O+ i opløsning.

Opgaveeksempel 14.5

Opstille en syredissociationsligning Opstil syredissociationsligningen for salpetersyrling. Løsning Reaktionsligningen for dissociationen af salpetersyrling skrives således: ${\mathrm{HNO}}_{2\left(\mathrm{aq}\right)}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{l}\right)}\rightleftarrows {\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{aq}\right)}^{+}+{\mathrm{NO}}_{2\left(\mathrm{aq}\right)}^{–}$ Syredissociationskonstantens ligning, skrives som koncentrationen af produkterne, divideret med koncentrationen af den ikke-dissocierede svage syre:

14.5 – Ionisering af vand →