Co je disociační konstanta?

Disociační konstanta je měřítkem toho, jak snadno se sloučenina při přidání do rozpouštědla rozdělí na ionty. Sloučeniny, které mají vysokou disociační konstantu, upřednostňují pravou stranu rovnováhy, tj. Tvorbu iontů. Nejběžnějším použitím disociačních konstant je stanovení síly kyselin a zásad ve vodných roztocích.

Johannes Nicolaus Brønsted a Thomas Martin Lowry definovali kyseliny jako donory protonů a báze jako akceptory protonů. Pokud se přidá do vody, kyselá sloučenina snadno ionizuje, daruje kladně nabitý atom vodíku nebo proton. Síla vytvořené kyseliny souvisí se stabilitou iontu vzniklého při darování atomu vodíku.

Kyselina obecného vzorce HA se disociuje ve vodě, jak je popsáno rovnicí HA + H20 -> H ⁺ _(aq) + A ^- _(aq) , kde H20 je voda, H ⁺ je kladně nabitý atom vodíku , také nazývaný proton, a A ^- je záporný ion vytvořený při darování protonu. Kyselinová disociační konstanta Ka je rovná [H ⁺ ] [A ^- ] / [HA], kde hranaté závorky označují koncentrace příslušných sloučenin nebo iontů. Silné kyseliny upřednostňují právo této rovnice a slabé kyseliny, jako je kyselina octová, se disociují jen nepatrně, což znamená, že upřednostňují levou stranu rovnice.

Po přidání do vody se chlorovodík snadno disociuje za vzniku kyseliny chlorovodíkové. Hodnota K _a pro kyselinu chlorovodíkovou je mezi 106 molů na litr a 107 molů na litr. To znamená, že v kyselině chlorovodíkové bude o stovky tisíc více disociovaných iontů než nedisociovaných molekul. Měření koncentrace vodíkových iontů v roztoku je další metodou měření síly kyseliny. Toto se nazývá potenzový vodík (pH) a je dáno rovnicí pH = -log ₁₀ [H ⁺ ]. Silně kyselé roztoky s vysokou koncentrací H ⁺ mají nízké pH.

Voda má také kyselé vlastnosti, i když mnohem méně než kyselina chlorovodíková nebo dokonce kyselina octová. Elektrická vodivost roztoku závisí na přítomnosti iontů v tomto roztoku, takže sílu kyseliny lze stanovit měřením její vodivosti pomocí elektrod. Z toho vyplývá, že zcela čistá destilovaná voda by neměla být vodivá, ale není tomu tak. Je to proto, že voda se disociuje za vzniku vodíkových a hydroxidových iontů. Tato disociace je velmi slabá a nazývá se iontovým produktem vody, KW.

Existuje analogická konstanta vztahující se k popisu síly bází. Obecná báze, B, způsobí, že se voda disociuje za vzniku iontů BH ⁺ a OH ^- hydroxidu. Síla této báze je dána základní disociační konstantou Kb, která se rovná [BH ⁺ ] [OH ^- ] / [B]. Síla báze závisí na stabilitě iontu BH ⁺ . Hydroxid sodný nebo hydroxid draselný tvoří vysoce stabilní báze, a proto mají vysoké hodnoty pro Kb.