Пресметајте ги вредностите на PK и pKb - StudyHelp online learning

Ако земеме предвид две различни киселини со иста концентрација, тие сепак можат да имаат различни pH вредности. Зошто е тоа така?

Тоа е затоа што некои киселини се посилни од другите, па затоа можат полесно да се откажат од своите протони. Секако, тука има и променлива што ни кажува за тоа.

Тоа е киселинска константа KS или вредност pKS. Киселата константа, исто како и јонскиот производ на вода, потекнува од MWG и претставува мерка за тоа колку киселината „среќно“ дава протон на вода.

Ако повторно примениме MWG тука, ја добиваме следната константна рамнотежа:

И тука, како и кај јонскиот производ на вода, можеме да ја сметаме концентрацијата на водата за приближно константна (бидејќи има толку многу што концентрацијата на водата тешко се менува со малата количина киселина) и да ја неутрализираме со константа на рамнотежа:

Ако сега примениме негативен декаден логаритам на киселинската константа, како во пресметката на pH вредноста, ја добиваме вредноста pKa. На ист начин можеме да ја дадеме вредноста на pKB како мерка за јачината на основата. Вредноста е мерка за тоа колку базата „со задоволство“ зафаќа протон од вода.

Со помош на вредностите на pKS и pKB, сега можеме да споредиме различни киселини или бази во однос на нивната јачина.

Колку е помала вредноста на pKa, толку е посилна киселината.
Колку е помала вредноста на pKB, толку е посилна основата.

Првите четири киселини целосно се откажуваат од своите протони, односно се одвива целосна протолиза (исто така можеме да кажеме дека киселината се раздвојува целосно). Билансот е десно. Колку повеќе се спуштате во табелата, толку се поголеми вредностите на pKa и затоа се послаби киселините. Во табелата се дадени и соодветните киселинско-базни парови.

Станува јасно дека соодветната база е послаба, толку е посилна киселината. И обратното е точно: колку е посилна база, толку е послаба соодветната киселина.

Постои дури и многу специфична врска помеѓу вредноста на pKa на киселина и вредноста на pKB на соодветната база:

Ако тука примениме негативен декаден логаритам, ќе добиеме:

\ започне
pK_ \ текст + pK_ \ текст= 14
\ крај

Ако pKa вредноста на киселина е позната, можеме да ја искористиме формулата за да ја пресметаме pKB вредноста на соодветната база.

Ако ги погледнеме основите во табелата, можеме да видиме дека долните четири основи се многу силни, бидејќи тие целосно зафаќаат протони. Ова значи дека сите основни честички зафаќаат протон.

Сега можеме да се запрашаме зошто е толку важно дали киселина или база е јака или слаба. Ова е особено важно кога сакаме да пресметаме pH на раствор. За да го направите ова, ние треба да можеме правилно да ги класифицираме вредностите на pKS и pKB.

Со цел правилно да се класифицира јачината на киселините и базите, следниве вредности се релевантни за нас:
\ започне
\ започне
pK_ \ текст 4,75 и слаб \ киселина & \ quad pK_ \ текст > 4,75 и слаба \ База
\ крај
\ крај

Пресметка на pH вредност на киселини и бази со различна јачина

Силни киселини

Ако вредноста на pKa на киселина е помала од 1,5, тоа е силна киселина. Тогаш можеме да претпоставиме дека протолизата е скоро завршена. Затоа, сите киселински честички ги даваат своите протони на вода, при што концентрацијата на јони на оксониум е приближно иста со почетната концентрација на киселина.

Значи, можеме да ја пресметаме pH вредноста како што следува:

Слаби киселини

Во случај на слаби киселини, само многу малку киселински честички ги ослободуваат своите протони во водата. Затоа, концентрацијата на киселината тешко се менува како резултат на протолизата, т.е. c (HA) ≈ c0 (HA). Концентрацијата на јони на оксониум е исто колку и концентрацијата на соодветната база, бидејќи за секоја кисела честичка што дава протон се произведува јонски оксониум и честичка од соодветната база, т.е. c (H3O +) = c (A−). Ако ги ставите овие две односи во MWG, ќе ја добиете следната равенка:

За да ја пронајдеме pH вредноста, потребна ни е концентрацијата на јоните на оксониум, затоа ја решаваме равенката за концентрацијата:

Значи, можеме да ја пресметаме pH вредноста како што следува:

\ започне
pH = \ frac \ cdot \ лево (\ текст
K_ \ текст - lg \ (c_0 () \ десно))
\ крај

Силни основи

Во случај на силни бази, во основа можеме да ја користиме истата формула како и во случај на јаки киселини. Внимание: Ако го пресметаме негативниот декаден логаритам на почетната концентрација на основата, не добиваме pH вредност, туку вредност pOH, бидејќи реакцијата на база со вода не произведува јони на оксониум, туку јони на хидроксид. Но, ова не е проблем, бидејќи со помош на вредноста на pOH можеме да ја пресметаме pH вредноста, поточно повторно со помош на јонскиот производ на водата. Бидејќи ова резултира во следнава врска помеѓу pH и pOH:
\ започне
\ текст + \ текст < pOH >= 14
\ крај

PH вредноста на силните бази може да се пресмета како што следува:
\ започне
pH = 14 + \ lg \ лево (c_0 (>) \ десно)
\ крај

Слаби основи

Дури и со слаби бази, пресметката на pH вредноста работи со истата формула како и со слабите киселини, само што треба да бидеме претпазливи дека прво се пресметува вредноста на pOH. Од ова ја пресметуваме pH вредноста. Следната формула резултира тука:

\ започне
pH = 14 - \ frac \ cdot \ лево (\ текст
K_ \ текст - c_0 () \ десно)
\ крај

4.20 од 5 поени врз основа на дадени 174 гласа.