Kimia

Konstanta ionisasi

Konstanta ionisasi
Struktur kimia konstanta ionisasi. Sumber: Wikimedia Commons

Apa itu ionisasi konstan?

Itu Konstanta ionisasi, konstan disosiasi atau konstanta keasaman, itu adalah sifat yang mencerminkan kecenderungan suatu zat untuk melepaskan ion hidrogen. Yaitu, secara langsung terkait dengan kekuatan asam.

Semakin besar nilai konstanta disosiasi (Ka), semakin besar pelepasan hidrogenik asam.

Ketika datang ke air, misalnya, ionisasi diketahui dengan nama 'mandiri -propotolisis' atau 'diri sendiri'.

Di sini, molekul air memberikan H+ ke yang lain, menghasilkan ion h3SALAH SATU+ dan oh-, seperti yang dapat dilihat pada unggul gambar.

Disosiasi larutan asam dapat ditrempa sebagai berikut:

Ha +h₂o h3SALAH SATU+     +       KE-

Di mana itu mewakili asam yang terionisasi, h3SALAH SATU+ ke ion hidronium, dan untuk- Basis terkonjugasi Anda. Jika KA tinggi, mayor.

Peningkatan keasaman ini dapat ditentukan dengan mengamati perubahan pH larutan, yang nilainya di bawah 7.

Keseimbangan ionisasi

Panah ganda dalam persamaan kimia atas menunjukkan bahwa keseimbangan antara reaktan dan produk ditetapkan. Karena keseimbangan memiliki konstanta, hal yang sama berlaku untuk ionisasi asam dan dinyatakan sebagai berikut:

K = [h3SALAH SATU+][KE-]/[Ha] [h₂o]

Secara termodinamik, konstanta KA didefinisikan dalam hal kegiatan, bukan konsentrasi.

Namun, dalam larutan berair yang diencerkan, aktivitas air adalah sekitar 1, dan aktivitas ion hidronium, basa konjugat dan asam yang tidak dikendalikan dekat dengan konsentrasi molarnya.

Dapat melayani Anda: asam tartarat

Untuk alasan ini, penggunaan konstanta disosiasi (Ka) yang tidak termasuk konsentrasi air diperkenalkan.

Ini memungkinkan disosiasi asam lemah.

Ha h+     +      KE-

Ka = [h+][KE-] / [Ha]

Ka

Konstanta Disosiasi (Ka) adalah bentuk ekspresi konstanta kesetimbangan.

Konsentrasi asam non -didisosiasi, basa konjugat dan ion hidrogen atau hidrogen tetap konstan setelah kondisi keseimbangan tercapai. Di sisi lain, konsentrasi dasar konjugat dan ion hidronium persis sama.

Nilai -nilainya diberikan dalam kekuatan 10 dengan eksponen negatif, jadi ekspresi KA yang lebih sederhana dan lebih mudah dikelola diperkenalkan, yang mereka sebut pKA.

pKa = - log ka

PKA umumnya disebut konstanta disosiasi asam. Nilai PKA adalah indikasi yang jelas dari kekuatan asam.

Asam yang memiliki nilai PKA negatif yang lebih rendah atau lebih dari -1,74 (hidronium ion pKa) dianggap sebagai asam yang kuat. Sedangkan asam yang memiliki PKA lebih besar dari -1,74 dianggap sebagai asam non -strong.

Persamaan Henderson-Haselbalch

Dari ekspresi KA, persamaan disimpulkan bahwa hasil dari utilitas besar dalam perhitungan analitik.

Ka = [h+][KE-] / [Ha]

Mengambil logaritma,

log ka = log h+  +   log a-   -   log ha

Dan membersihkan log h+:

-log h = - log ka + log a-   -   log ha

Menggunakan kemudian definisi pH dan pKa, dan berkumpul kembali:

Itu bisa melayani Anda: hidrors

pH = pKa + log (a- / Ha)

Ini adalah persamaan Henderson-Haselbalch yang terkenal.

Menggunakan

Persamaan Henderson-Hasselbach digunakan untuk memperkirakan pH larutan peredam kejut, jadi untuk mengetahui bagaimana konsentrasi relatif dari basa terkonjugasi dan pengaruh asam pada pH.

Ketika konsentrasi basa konjugat sama dengan konsentrasi asam, hubungan antara konsentrasi kedua istilah sama dengan 1, dan, oleh karena itu, logaritmanya sama dengan 0.

Akibatnya, pH = pKa, memiliki ini sangat penting, karena dalam situasi ini efisiensi redaman maksimal.

Area pH biasanya diambil di mana ada kapasitas buffer maksimum, di mana pH = pKa ± 1 unit pH.

Latihan konstan ionisasi

Latihan 1

Larutan asam yang diencerkan memiliki keseimbangan dalam konsentrasi berikut: asam non -didisosiasi = 0,065 m dan konsentrasi basa konjugat = 9 · 10-4 M. Hitung KA dan PKA asam.

Konsentrasi ion hidrogeni atau hidronium sama dengan konsentrasi basa konjugat, karena berasal dari ionisasi asam yang sama.

Mengganti persamaan:

Ka = [h+][KE-] / Ha

Mengganti persamaan dengan nilai masing -masing:

Ka = (9 · 10-4 M) (9 · 10-4 M) / 65 · 10-3 M

= 1.246 · 10-5

Dan kemudian menghitung pKa -nya

pKa =- log ka

= - log 1.246 · 10-5

= 4.904

Latihan 2

Asam lemah dengan konsentrasi 0,03 m, memiliki konstanta disosiasi (Ka) = 1,5 · 10-4. Hitung: a) pH larutan berair; b) tingkat pengasaman asam.

Dalam kesetimbangan, konsentrasi asam sama dengan (0,03 m - x), menjadi x jumlah asam yang terdisosiasi. Oleh karena itu, konsentrasi ion hidrogen atau hidronium adalah x, serta konsentrasi dasar konjugat.

Ini dapat melayani Anda: kalsium fosfat (CA3 (PO4) 2)

Ka = [h+][KE-] / [Ha] = 1.5 · 10-6

[H+] = [A-] = x

Dan [ha] = 0,03 m - x. Nilai kecil KA menunjukkan bahwa asam mungkin sangat sedikit, jadi (0,03 m - x) sekitar 0,03 m.

Mengganti di ka:

1.5 · 10-6 = x2 /3 · 10-2

X2 = 4.5 · 10-8 M2

x = 2.12 x 10-4 M

Dan sebagai x = [h+]

pH = - log [h+]

= - log [2,12 x 10-4]

pH = 3.67

Dan akhirnya, sehubungan dengan tingkat ionisasi: dapat dihitung dengan ekspresi berikut:

[H+] atau [a-] / Ha] x 100%

(2.12 · 10-4 / 3 · 10-2) X 100%

0,71%

Latihan 3

Perhitungan KA dari persentase ionisasi asam, mengetahui bahwa itu terionisasi sebesar 4,8% dari konsentrasi awal 1,5 · 10-3 M.

Untuk menghitung kuantitas, asam asam ditentukan 4,8%.

Kuantitas terionisasi = 1,5 · 10-3 M (4.8/100)

= 7.2 x 10-5 M

Jumlah asam terionisasi ini sama dengan konsentrasi basa konjugat dan konsentrasi ion hidrogen atau hidrogenik dalam keseimbangan.

Konsentrasi asam dalam kesetimbangan = konsentrasi asam awal - jumlah asam terionisasi.

[Ha] = 1.5 · 10-3 M - 7.2 · 10-5 M

= 1.428 x 10-3 M

Dan kemudian memecahkan persamaan yang sama

Ka = [h+][KE-] / [Ha]

Ka = (7.2 · 10-5 M x 7.2 · 10-5 M) / 1.428 · 10-3 M

= 3.63 x 10-6

pKa = - log ka

= - log 3.63 x 10-6

= 5.44

Referensi

  1. Konstan disosiasi. Kimia pulih.Librettexts.org
  2. Konstan disosiasi. Diterima dari.Wikipedia.org
  3. Whitten, k. W., Davis, r. DAN., Peck, l. P. Dan Stanley, G. G. (2008). Kimia. Pembelajaran Cengage.
  4. Segel i. H. (1975). Perhitungan biokimia.