解離定数とは

解離定数は、化合物を溶媒に加えたときにイオンにどれだけ容易に分裂するかを示す尺度です。 解離定数が高い化合物は、平衡の右側、つまりイオンの形成に有利です。 解離定数の最も一般的な使用法は、水溶液中の酸と塩基の強度を決定することです。

Johannes NicolausBrønstedとThomas Martin Lowryは、酸をプロトン供与体、塩基をプロトン受容体と定義しました。 水に加えると、酸性化合物は容易にイオン化し、正に帯電した水素原子またはプロトンを供与します。 形成される酸の強度は、水素原子が提供されるときに形成されるイオンの安定性に関連しています。

一般式HAの酸は、式HA + H ₂ O-> H ⁺ _（aq） + A- _（aq）で表されるように水中で解離します。ここで、H ₂ Oは水、H ⁺は正に帯電した水素イオンです、プロトンとも呼ばれ、A-は、プロトンが提供されたときに形成されるマイナスイオンです。 酸解離定数K _aは[H ⁺ ] [A-] / [HA]に等しく、角括弧はそれぞれの化合物またはイオンの濃度を示します。 強酸はこの方程式の右側を優先し、酢酸などの弱酸はわずかに解離するだけで、方程式の左側を優先します。

水に加えると、塩化水素は容易に解離して塩酸を形成します。 塩酸のK _a値は1リットルあたり10 ⁶モルから1リットルあたり10 ⁷モルです。 これは、塩酸中の非解離分子よりも数十万個の解離イオンがあることを意味します。 溶液中の水素イオン濃度の測定は、酸強度を測定する別の方法です。 これは、ポテンツ水素（pH）と呼ばれ、式pH = -log ₁₀ [H ⁺ ]で与えられます。 高H ⁺濃度の強酸性溶液は、低pHです。

水には酸性の性質もありますが、塩酸や酢酸よりもはるかに劣っています。 溶液の電気伝導度は、その溶液内のイオンの存在に依存するため、酸の強さは、電極を使用してその伝導度を測定することにより決定できます。 したがって、完全に純粋な蒸留水は非導電性である必要がありますが、そうではありません。 これは、水が自己解離して水素イオンと水酸化物イオンを形成するためです。 この解離は非常に弱く、水のイオン生成物K _Wと呼ばれ_ます 。

塩基の強さを説明する類似の関係定数が存在します。 一般的な塩基Bは、水を解離させてBH ⁺およびOH-水酸化物イオンを形成します。 この塩基の強度は、[BH ⁺ ] [OH-] / [B]に等しい塩基解離定数K _bによって与えられます。 塩基の強度は、BH ⁺イオンの安定性に依存します。 水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムは非常に安定した塩基を形成するため、K _bの値が高くなります。