Stała dysocjacji

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Stała dysocjacji (stała jonizacji) – stała równowagi reakcji dysocjacji czyli rozpadu związków chemicznych na poszczególne jony, pod wpływem rozpuszczalnika, lub pod wpływem np. działania silnego pola elektrycznego.

Przykładowo dla kwasu HA, ulegającemu reakcji dysocjacji w wodzie: HA + H2O ⇌ H3O+ + A stała równowagi K ma postać:

K=\frac{[H_{3}O^{+}][A^{-}]}{[HA][H_{2}O]}

dla rozcieńczonych roztworów, dla których stężenie wody jest praktycznie stałe, dla uproszczenia stałą dysocjacji definiuje się jako[1]:

K_{a}=K[H_{2}O]=\frac{[H_{3}O^{+}][A^{-}]}{[HA]}

Podobnie dla zasady B, ulegającej reakcji: B + H2O ⇌ BH+ + OH stała dysocjacji w rozcieńczonym roztworze ma postać:

K_{b}=K[H_{2}O]=\frac{[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]}

Nawiasy kwadratowe oznaczają stężenie molowe danej substancji

Zamiast stałej dysocjacji można podać wartość pKa lub pKb, które są miarą mocy odpowiednio kwasu i zasady.

Dla każdego kwasu i zasady można podać tzw. sprzężoną zasadę czy sprzężony kwas (sprzężone pary kwas-zasada), np. dla słabego kwasu octowego CH3COOH sprzężoną zasadą jest anion octanowy CH3COO; dla słabej zasady amonowej NH3 (lub w formie uwodnionej NH3·H2O) kwasem sprzężonym jest kation amonowy NH4+.

Dla wody (i dla każdego rozpuszczalnika ulegającego autodysocjacji) cząsteczki H2O pełnią rolę zarówno kwasu, jak i zasady.

Stałe dysocjacji dla sprzężonej pary kwas-zasada spełniają równania:

KaKb = Kw
pKa + pKb = pKw
gdzie Kw jest stałą dysocjacji wody.

Stała dysocjacji sprzężonego kwasu lub zasady jest jednocześnie równa tzw. stałej hydrolizy odpowiedniej soli, np. Ka dla NH+4 jest równe stałej hydrolizy NH4Cl.

Prawo rozcieńczeń Ostwalda[edytuj | edytuj kod]

Dla słabych elektrolitów binarnych, znając stężenie i stopień dysocjacji można obliczyć przybliżoną wartość stałej dysocjacji korzystając z prawa rozcieńczeń Ostwalda[2][3]:

K = \frac{\alpha^{2} C}{1 - \alpha}

gdzie:

  • α – stopień dysocjacji
  • C – stężenie elektrolitu

Dla bardzo słabych elektrolitów (α « 1) wzór można uprościć do postaci:

K=\alpha^2C

Przypisy

  1. G. Kortum, W. Vogel, K. Andrussow. Dissociation constants of organic acids in aqueous solution. „Pure Appl.Chem.”. 1 (2-3), s. 187-536, 1960. DOI: 10.1351/pac196001020187. 
  2. Ostwalda prawo rozcieńczeń. W: Encyklopedia techniki. Chemia. Warszawa: WNT, 1965, s. 505.
  3. Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 344–345. ISBN 83-01-13654-5.

Literatura uzupełniająca[edytuj | edytuj kod]