Syredissociationskonstanten er ligevægtskonstanten af dissocieringsreaktion af en syre og betegnes af K-en. Denne ligevægtskonstant er et kvantitativt mål for styrken af en syre i en opløsning. K-en udtrykkes almindeligvis i enheder af mol / L. Der er tabeller med syre-dissociationskonstanter, for nem reference. For en vandig opløsning, den generelle form for ligevægt reaktion er:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
hvor HA er en syre, der dissocierer i konjugatbasen af syren A- og en hydrogenion, der kombineres med vand til dannelse af hydroniumion H3O+. Når koncentrationerne af HA, A-og H3O+ ændres ikke længere over tid, reaktionen er i ligevægt, og dissociationskonstanten kan beregnes:
K-en = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
hvor de firkantede parenteser angiver koncentration. Medmindre en syre er ekstremt koncentreret, forenkles ligningen ved at holde koncentrationen af vand som en konstant:
HA ⇆ A- + H+
K-en = [A-] [H+] / [HA]
Syredissociationskonstanten er også kendt som surhedsgrad konstant eller syreionisering konstant.
Forholder Ka og pKa
En relateret værdi er pK-en, der er logaritminsyredissociationskonstanten:
pK-en = -log10K-en
Brug af Ka og pKa til at forudsige ligevægt og styrke af syre
K-en kan bruges til at måle ligevægtspositionen:
- Hvis K-en er stor, er dannelsen af produkterne fra dissocieringen foretrukket.
- Hvis K-en er lille, foretrækkes den uopløste syre.
K-en kan bruges til at forudsige styrken af en syre:
- Hvis K-en er stor (pK-en er lille) dette betyder, at syren for det meste er dissocieret, så syren er stærk. Syrer med en pK-en mindre end omkring -2 er stærke syrer.
- Hvis K-en er lille (pK-en er stor), har lidt dissociation forekommet, så syren er svag. Syrer med en pK-en i området fra 2 til 12 i vand er svage syrer.
K-en er et bedre mål for styrken af en syre end pH fordi tilføjelse af vand til en syreopløsning ikke ændrer dens sure ligevægtskonstante, men ændrer H+ ionkoncentration og pH.
Ka-eksempel
Syredissociationskonstanten, K-en af syre HB er:
HB (aq) ↔ H+(aq) + B-(Aq)
K-en = [H+] [B-] / [HB]
Til dissociation af ethansyre:
CH3COOH(Aq) + H2O(L) = CH3COO-(Aq) + H3O+(Aq)
K-en = [CH3COO-(Aq)] [H3O+(Aq)] / [CH3COOH(Aq)]
Syre dissociation konstant fra pH
Syredissociationskonstanten kan findes, hvis pH er kendt. For eksempel:
Beregn syredissociationskonstanten K-en til en 0,2 M vandig opløsning af propionsyre (CH3CH2CO2H) der viser sig at have en pH-værdi på 4,88.
For at løse problemet skal du først skrive den kemiske ligning for reaktionen. Du skal være i stand til at genkende propionsyre er en svag syre (fordi det ikke er en af stærke syrer og det indeholder brint). Det er dissociation i vand er:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-
Opret en tabel for at holde styr på de oprindelige forhold, ændring i betingelser og ligevægtskoncentration af arten. Dette kaldes undertiden en ICE-tabel:
| CH3CH2CO2H | H3O+ | CH3CH2CO2- | |
| Startkoncentration | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Ændring i koncentration | -x M | + x M | + x M |
| Ligevægtskoncentration | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3O+
Brug nu pH-formlen:
pH = -log [H3O+]
-pH = log [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Tilslut denne værdi for x for at løse for K-en:
K-en = [H3O+] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
K-en = x2 / (0,2 - x)
K-en = (1,32 x 10)-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10-5)
K-en = 8,69 x 10-10