Svaga syror
Varför är syror svaga eller starka?
Alla syror reagerar med vatten. När den förlorar en proton överför den denna proton till vatten. Vatten fungerar som en bas när det löser upp protonen. Den konjugerade syran är protonerat vatten och representeras som (H3O)+, (H5O2)+, (H2nOn)+ eller bara som H+(aq). Den konjugerade basen är syran minus dess proton.
En stark syra är helt dissocierad i vatten medan en svag syra är i jämvikt med sin konjugerade bas i vatten. Låt oss titta på reaktionen mellan en stark syra, salpetersyra eller HNO3, och en svagare syra, salpetersyra eller HNO2, i vatten.
Salpetsyra är en starkare syra än salpetersyra eftersom dess konjugerade bas är mer stabil. NO3-jonen har överskott av negativ laddning fördelat på 3 syreatomer medan överskottet av negativ laddning i NO2- är fördelat på 2 syreatomer.
En konjugerad bas är stabilare när den negativa laddningen finns på ett elektronegativt element och när laddningen är delokaliserad över flera atomer. Ju stabilare den konjugerade basen är, desto starkare är syran. En stabil konjugerad bas är inte särskilt basisk. En mycket stark syra har en mycket svag konjugerad bas och en mycket svag syra har en mycket stark konjugerad bas.
Svaga syrors jämvikt
Nitronsyra befinner sig i jämvikt med en proton och dess konjugerade bas, NO2-. Eftersom koncentrationen av vatten är konstant kan vi definiera en konstant som är lika med produkten av koncentrationen av vatten och jämviktskonstanten. Denna konstant, Ka är 10-3,29 för HNO2.
Vi kan använda Ka för att bestämma pH för en lösning av salpetersyra. Låt oss till exempel bestämma pH-värdet för en lösning gjord av 0,01 mol HNO2 i 1,0 l vatten.
En del av syran kommer att dissociera till H+ och NO2- men vi vet inte w=hur mycket. Vi kallar den molära koncentrationen av lösta protoner x så = x. Detta innebär att koncentrationen av NO2- också måste vara x eftersom de bildas i lika stora mängder genom syrans dissociation. Koncentrationen
Det är alltid möjligt att lösa x med hjälp av den kvadratiska ekvationen men oftast kan vi lösa den med hjälp av en approximation. Om vi antar att dissociationens omfattning är liten förändras inte syrans jämviktskoncentration särskilt mycket från den ursprungliga koncentrationen. Vi kan då använda den ursprungliga syrakoncentrationen i Ka-uttrycket.
Närmningen är bra i det här fallet eftersom vi får samma pH-värde med hjälp av den som med hjälp av den kvadratiska ekvationen.
Reaktion mellan svaga syror och starka baser
Starka baser reagerar fullständigt med svaga baser för att bilda den konjugerade basen till den svaga syran. Då uppstår en jämvikt mellan den svaga syran och dess konjugerade bas i vatten.
Till exempel kan vi titta på den lösning som bildas genom att blanda 0,010 mol HNO2 och 0,004 mol NaOH i 1,0 l vatten. Återigen kan vi använda en approximation för att lösa detta. Approximationen är giltig eftersom dissociationens omfattning kommer att vara liten när det redan finns en viss produkt närvarande.
Svaga syror och starka syror
Syrans dissociationskonstanter för ett urval av syror finns i tabellerna. I tabellen är pKa-värdena listade.
De mycket starka syrorna, de som är helt dissocierade i vatten, särskiljs genom att undersöka deras syredissociationsjämvikt i icke-vattenhaltiga lösningsmedel och pKa för vatten uppskattas. Jämviktskonstanterna för de svagare syrorna (pKa >0) bestäms genom pH-mätningar av lösningar.
BackCompassIndexTablesIntroductionNext