La costante di dissociazione acida è la costante di equilibrio di reazione di dissociazione di un acido ed è indicato da Kun'. Questa costante di equilibrio è una misura quantitativa della forza di un acido in una soluzione. Kun' è comunemente espresso in unità di mol / L. Ci sono tabelle delle costanti di dissociazione acida, per un facile riferimento. Per una soluzione acquosa, la forma generale dell'equilibrio reazione è:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
dove HA è un acido che si dissocia nella base coniugata dell'acido A- e uno ione idrogeno che si combina con l'acqua per formare lo ione idronio H3O+. Quando le concentrazioni di HA, A-e H3O+ non cambia più nel tempo, la reazione è in equilibrio e la costante di dissociazione può essere calcolata:
Kun' = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
dove le parentesi quadre indicano la concentrazione. A meno che un acido non sia estremamente concentrato, l'equazione viene semplificata mantenendo costante la concentrazione di acqua:
HA ⇆ A- + H+
Kun' = [A-] [H+] / [HA]
La costante di dissociazione acida è anche nota come
costante di acidità o costante di ionizzazione acida.Relativi a Ka e pKa
Un valore correlato è pKun', che è la costante di dissociazione dell'acido logaritmico:
pKun' = -log10Kun'
Uso di Ka e pKa per prevedere l'equilibrio e la forza degli acidi
Kun' può essere usato per misurare la posizione di equilibrio:
- Se Kun' è grande, è favorita la formazione dei prodotti della dissociazione.
- Se Kun' è piccolo, viene favorito l'acido non sciolto.
Kun' può essere usato per prevedere la forza di un acido:
- Se Kun' è grande (pKun' è piccolo) significa che l'acido è principalmente dissociato, quindi l'acido è forte. Acidi con un pKun' meno di circa -2 sono acidi forti.
- Se Kun' è piccolo (pKun' è grande), si è verificata poca dissociazione, quindi l'acido è debole. Acidi con un pKun' nell'intervallo da -2 a 12 in acqua sono acidi deboli.
Kun' è una misura migliore della forza di un acido di pH perché l'aggiunta di acqua a una soluzione acida non modifica la sua costante di equilibrio acido, ma altera l'H+ concentrazione di ioni e pH.
Ka esempio
La costante di dissociazione acida, Kun' del acido HB è:
HB (aq) ↔ H+(aq) + B-(Aq)
Kun' = [H+] [B-] / [HB]
Per la dissociazione dell'acido etanico:
CH3COOH(Aq) + H2O(L) = CH3COO-(Aq) + H3O+(Aq)
Kun' = [CH3COO-(Aq)] [H3O+(Aq)] / [CH3COOH(Aq)]
Costante di dissociazione acida da pH
La costante di dissociazione acida può essere trovata se il pH è noto. Per esempio:
Calcola la costante di dissociazione acida Kun' per una soluzione acquosa 0,2 M di acido propionico (CH3CH2CO2H) che ha un valore pH di 4,88.
Per risolvere il problema, innanzitutto, scrivi l'equazione chimica per la reazione. Dovresti essere in grado di riconoscere che l'acido propionico è a acido debole (perché non è uno dei acidi forti e contiene idrogeno). La sua dissociazione in acqua è:
CH3CH2CO2H + H2 ⇆ H3O+ + CH3CH2CO2-
Prepara una tabella per tenere traccia delle condizioni iniziali, dei cambiamenti nelle condizioni e della concentrazione di equilibrio delle specie. Questa è talvolta chiamata tabella ICE:
| CH3CH2CO2H | H3O+ | CH3CH2CO2- | |
| Concentrazione iniziale | 0,2 M | 0 M | 0 M |
| Variazione di concentrazione | -x M | + x M | + x M |
| Concentrazione di equilibrio | (0,2 - x) M | x M | x M |
x = [H3O+
Adesso usa la formula del pH:
pH = -log [H3O+]
-pH = log [H3O+] = 4.88
[H3O+ = 10-4.88 = 1,32 x 10-5
Inserisci questo valore per x da risolvere per Kun':
Kun' = [H3O+] [CH3CH2CO2-] / [CH3CH2CO2H]
Kun' = x2 / (0,2 - x)
Kun' = (1,32 x 10-5)2 / (0,2 - 1,32 x 10-5)
Kun' = 8,69 x 10-10