Syredissosiasjonskonstanten er likevektskonstanten til dissosiasjonsreaksjon av en syre og er betegnet av Ken. Denne likevektskonstanten er et kvantitativt mål på styrken til en syre i en løsning. Ken er ofte uttrykt i enheter mol / L. Det er tabeller med sure dissosiasjonskonstanter, for enkel referanse. For en vandig løsning, den generelle formen for likevekten reaksjon er:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
hvor HA er en syre som dissosierer i konjugatbasen av syren A- og et hydrogenion som kombineres med vann for å danne hydroniumion H3O+. Når konsentrasjonene av HA, A-, og H3O+ endres ikke lenger over tid, reaksjonen er i likevekt og dissosiasjonskonstanten kan beregnes:
Ken = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
der de firkantede parentesene indikerer konsentrasjon. Med mindre en syre er ekstremt konsentrert, forenkles ligningen ved å holde konsentrasjonen av vann som en konstant:
HA ⇆ A- + H+
Ken = [A-] [H+] / [HA]
Syredissosiasjonskonstanten er også kjent som surhetskonstant eller syre-ionisering konstant.
Forholder Ka og pKa
En relatert verdi er pKen, som er logaritminsyredissosiasjonskonstanten:
pKen = -logg10Ken
Bruke Ka og pKa for å forutsi likevekt og styrke av syrer
Ken kan brukes til å måle likevektenes stilling:
- Hvis Ken er stor, blir dannelsen av produktene fra dissosiasjonen foretrukket.
- Hvis Ken er liten, foretrekkes den uoppløste syren.
Ken kan brukes til å forutsi styrken til en syre:
- Hvis Ken er stor (pKen er liten) dette betyr at syren for det meste er dissosiert, så syren er sterk. Syrer med en pKen mindre enn rundt -2 er sterke syrer.
- Hvis Ken er liten (pKen er stor), liten dissosiasjon har skjedd, så syren er svak. Syrer med en pKen i området -2 til 12 i vann er svake syrer.
Ken er et bedre mål på styrken til en syre enn pH fordi tilsetning av vann til en syreoppløsning ikke endrer dens syrevektsviktskonstant, men endrer H+ ionkonsentrasjon og pH.
Ka-eksempel
Syredissosiasjonskonstanten, Ken av syre HB er:
HB (aq) ↔ H+(aq) + B-(En q)
Ken = [H+] [B-] / [HB]
For dissosiering av etansyre:
CH3COOH(En q) + H2O(L) = CH3COO-(En q) + H3O+(En q)
Ken = [CH3COO-(En q)] [H3O+(En q)] / [CH3COOH(En q)]
Acid Dissociation Constant From pH
Syredissosiasjonskonstanten kan bli funnet fordi pH er kjent. For eksempel:
Beregn syredissosiasjonskonstanten Ken for en 0,2 M vandig løsning av propionsyre (CH3CH2CO2H) som viser seg å ha en pH-verdi på 4,88.
For å løse problemet, skriver du først den kjemiske ligningen for reaksjonen. Du bør kunne kjenne igjen propionsyre er en svak syre (fordi det ikke er en av sterke syrer og den inneholder hydrogen). Det er dissosiasjon i vann er:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-
Sett opp en tabell for å følge med på de opprinnelige forholdene, endring i forholdene og likevektskonsentrasjonen av arten. Dette kalles noen ganger et ICE-bord:
| CH3CH2CO2H | H3O+ | CH3CH2CO2- | |
| Innledende konsentrasjon | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Endring i konsentrasjon | -x M | + x M | + x M |
| Likevektskonsentrasjon | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3O+
Bruk nå pH-formelen:
pH = -log [H3O+]
-pH = logg [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Plugg inn denne verdien for x for å løse for Ken:
Ken = [H3O+] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
Ken = x2 / (0,2 - x)
Ken = (1,32 x 10-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10-5)
Ken = 8,69 x 10-10