Hapon dissosiaatiovakio on dissosiaatioreaktio of happo ja sitä merkitään K: lla. Tämä tasapainovakio on kvantitatiivinen mittaus hapon lujuudesta liuoksessa. K ilmaistaan yleensä yksikköinä mol / L. On taulukot hapon dissosiaatiovakioista, helppoa käyttöä varten. Vesipitoiselle liuokselle tasapainon yleinen muoto reaktio On:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
jossa HA on happo, joka dissosioituu hapon A konjugaattiemäkseen- ja vetyioni, joka yhdistyy veden kanssa muodostaen hydroniumioni H3O+. Kun HA: n pitoisuudet, A-ja H3O+ ei enää muutu ajan myötä, reaktio on tasapainossa ja dissosiaatiovakio voidaan laskea:
K = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
jossa hakasulkeet osoittavat pitoisuuden. Ellei happo ole erittäin väkevöityä, yhtälöä yksinkertaistetaan pitämällä veden pitoisuus vakiona:
HA ⇆ A- + H+
K = [A-] [H+] / [HA]
Hapon dissosiaatiovakio tunnetaan myös nimellä happamuusvakio tai happo-ionisaatiovakio.
Ka- ja pKa-suhteet
Liittyvä arvo on pK, joka on logaritmihapon dissosiaatiovakio:
pK = -logi10K
Ka: n ja pKa: n käyttö ennustaa happojen tasapainoa ja vahvuutta
K voidaan käyttää tasapainotilan mittaamiseen:
- Jos K on suuri, dissosiaation tuotteiden muodostuminen on suotuisaa.
- Jos K on pieni, liukenematon happo suosii.
K voidaan käyttää ennustamaan hapon vahvuus:
- Jos K on suuri (pK on pieni) tämä tarkoittaa, että happo on pääosin dissosioitunut, joten happo on vahva. Hapot, joilla on pK alle noin -2 ovat vahvoja happoja.
- Jos K on pieni (pK on suuri), dissosioitumista on tapahtunut vähän, joten happo on heikko. Hapot, joilla on pK välillä -2 - 12 vedessä ovat heikkoja happoja.
K on parempi hapon lujuuden mitta kuin pH koska veden lisääminen happamaan liuokseen ei muuta sen happea tasapainotilaa, mutta muuttaa H: tä+ ionipitoisuus ja pH.
Ka Esimerkki
Hapon dissosiaatiovakio, K n happo HB on:
HB (aq) ↔ H+(aq) + B-(Aq)
K = [H+] [B-] / [HB]
Etaanihapon dissosiaatio:
CH3COOH(Aq) + H2O(I) = CH3KUJERTAA-(Aq) + H3O+(Aq)
K = [CH3KUJERTAA-(Aq)] [H3O+(Aq)] / [CH3COOH(Aq)]
Hapon dissosiaatiovakio pH: sta
Hapon dissosiaatiovakio voidaan löytää, jos pH tunnetaan. Esimerkiksi:
Laske hapon dissosiaatiovakio K 0,2 M propionihapon vesiliuokselle (CH3CH2CO2H), jonka pH-arvon havaitaan olevan 4,88.
Ongelman ratkaisemiseksi kirjoita ensin reaktion kemiallinen yhtälö. Sinun pitäisi voida tunnistaa, että propionihappo on a heikko happo (koska se ei ole yksi niistä vahvat hapot ja se sisältää vetyä). Sen dissosiaatio vedessä on:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-
Aseta taulukko seurataksesi alkuolosuhteita, olosuhteiden muutoksia ja lajien tasapainokonsentraatiota. Tätä kutsutaan joskus ICE-taulukkoksi:
| CH3CH2CO2H | H3O+ | CH3CH2CO2- | |
| Alkukeskittymä | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Keskittymisen muutos | -x M | + x M | + x M |
| Tasapainon keskittyminen | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3O+
Käytä nyt pH-kaava:
pH = -logi [H3O+]
-pH = log [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Kytke tämä arvo x: lle ratkaistaksesi K: lle:
K = [H3O+] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
K = x2 / (0,2 - x)
K = (1,32 x 10-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10-5)
K = 8,69 x 10-10