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Ogni acido ha una costante di dissociazione caratteristica (Kun'), che è una misura della sua capacità di donare ioni idrogeno in soluzione. In altre parole, Kun' fornisce un modo per misurare la forza di un acido. Valori più grandi indicano acidi più forti. Il pH (potere dell'idrogeno) di una soluzione è una misura della concentrazione di ioni idrogeno ed è anche una misura dell'acidità, ma non è uguale a Kun'. C'è una relazione tra i due, però, e puoi calcolare Kun' per un acido se conosci la concentrazione di acido e il pH della soluzione.
Dissociation Constant Ka
Un composto è acido se può donare ioni idrogeno a una soluzione acquosa, il che equivale a dire che il composto è in grado di creare ioni idronio (H30+). L'equazione generale che descrive cosa succede a un acido (HA) in soluzione è:
HA + H20 <--> H30+ + A-, dove un- è la base coniugata.
Alcuni acidi sono forti e si dissociano completamente mentre altri sono deboli e si dissociano solo parzialmente. Puoi misurare la forza di un acido con la sua costante di dissociazione Kun', che è un rapporto formato dividendo la concentrazione di prodotti per la concentrazione di reagenti:
Kun' = /
Tutte le reazioni avvengono in acqua, quindi di solito viene eliminato dall'equazione.
Derivando Ka dal pH
Il pH di una soluzione di acido acquoso è una misura della concentrazione di ioni idrogeno libero (o idronio) che contiene: pH = -log o pH = -log. L'ultima equazione può essere riscritta:
= 10-pH
Se conosci la concentrazione molare di una soluzione acida e puoi misurarne il pH, la suddetta equivalenza ti consente di calcolare la concentrazione relativa di acido per coniugare la base e ricavare la costante di dissociazione Kun'. Per fare ciò, aiuta a impostare una tabella che delinea il file ioconcentrazioni di azoto di reagenti e prodotti, il Change in concentrazioni e le concentrazioni a EQuilibrium. Questa è una tabella ICE. Piuttosto che configurarne uno in modo generale, è più istruttivo illustrare la procedura con un esempio specifico.
Costante di dissociazione per acido acetico
L'acido acetico, l'acido che conferisce all'aceto il suo sapore aspro, è un acido debole che si dissocia in acetato e ioni idronio in soluzione.
CH3CO2H + H2O <--> CH3CO2− + H3O+
L'aceto domestico tipico è una soluzione da 0,9 M con un pH di 2,4. Utilizzando i dati, è possibile calcolare la costante di dissociazione:
Acido acetico (CH3CO2)H) Ioni di idronio (H3O+) Acetato Ioni (CH3CO2-)
Iniziale 0,9 M 0 0
Cambia -x M + x M + x M
Equilibrio (0,9 - x) M x M x M
La costante di dissociazione Kun' è /.
Kun' = x2/(0.9 - x)
Come notato sopra, = 10-pH. Poiché x = e conosci il pH della soluzione, puoi scrivere x = 10-2.4. Ora è possibile trovare un valore numerico per Ka.
Ka = (10-2.4)2 /(0.9 - 10-2.4) = 1,8 x 10-5.