Svage syrer
Hvorfor er syrer svage eller stærke?
Alle syrer reagerer med vand. Når den mister en proton, overfører den denne proton til vand. Vand virker som en base, når det opløser protonerne. Den konjugerede syre er protoneret vand, og den repræsenteres som (H3O)+, (H5O2)+, (H2nOn)+, eller blot som H+(aq). Den konjugerede base er syren minus dens proton.
En stærk syre er fuldstændig dissocieret i vand, mens en svag syre er i ligevægt med sin konjugerede base i vand. Lad os se på reaktionen mellem en stærk syre, salpetersyre eller HNO3, og en svagere syre, salpetersyre eller HNO2, i vand.
Salpetersyre er en stærkere syre end salpetersyre, fordi dens konjugerede base er mere stabil. NO3- ionen har overskydende negativ ladning fordelt på 3 oxygenatomer, mens den overskydende negative ladning i NO2- er fordelt på 2 oxygenatomer.
En konjugeret base er mere stabil, når den negative ladning er på et elektronegativt element, og når ladningen er delokaliseret over flere atomer. Jo mere stabil den konjugerede base er, jo stærkere er syren. En stabil konjugatbase er ikke meget basisk. En meget stærk syre har en meget svag konjugatbase, og en meget svag syre har en meget stærk konjugatbase.
svag syre ligevægt
Nitronsyre er i ligevægt med en proton og dens konjugerede base, NO2-. Da koncentrationen af vand er konstant, kan vi definere en konstant, der er lig med produktet af koncentrationen af vand og ligevægtskonstanten. Denne konstant, Ka, er 10-3,29 for HNO2.
Vi kan bruge Ka til at bestemme pH-værdien af en opløsning af salpetersyre. Lad os f.eks. bestemme pH-værdien af en opløsning fremstillet af 0,01 mol HNO2 i 1,0 l vand.
En del af syren vil dissocieres til H+ og NO2-, men vi ved ikke w=hvor meget. Vi kalder den molære koncentration af opløste protoner x så = x. Det betyder, at koncentrationen af NO2- også må være x, fordi de dannes i lige store mængder ved dissociation af syren. Koncentrationen
Det er altid muligt at løse x ved hjælp af den kvadratiske ligning, men oftest kan vi løse den ved hjælp af en approksimation. Hvis vi antager, at dissocieringsomfanget er lille, ændrer ligevægtskoncentrationen af syre sig ikke ret meget fra den oprindelige koncentration. Vi kan så bruge den oprindelige syrekoncentration i Ka-udtrykket.
Nærmeringen er god i dette tilfælde, fordi vi får den samme pH-værdi ved hjælp af den som ved hjælp af den kvadratiske ligning.
Reaktion mellem svage syrer og stærke baser
Stærke baser reagerer fuldstændigt med svage baser for at danne den svage syres konjugerede base. Derefter vil der være en ligevægt mellem den svage syre og dens konjugerede base i vand.
Så lad os f.eks. se på den opløsning, der dannes ved at blande 0,010 mol HNO2 og 0,004 mol NaOH i 1,0 L vand. Igen kan vi bruge en tilnærmelse til at løse dette. Approksimationen er gyldig, fordi dissociationsomfanget vil være lille, når der allerede er noget produkt til stede.
svage syrer og stærke syrer
Syre dissociationskonstanterne for et udvalg af syrer er i tabellerne. I tabellen er angivet pKa-værdier.
De meget stærke syrer, dvs. de syrer, der er fuldstændig dissocieret i vand, skelnes ved at undersøge deres syredissociationsligevægt i ikke-vandige opløsningsmidler, og pKa for vand er estimeret. Ligevægtskonstanterne for de svagere syrer (pKa >0) bestemmes ud fra pH-målinger af opløsninger.
BackCompassIndexTablesIntroductionNext