- Ang balanse ng ionization
- Ka
- Henderson-Hasselbalch equation
- Gumamit
- Ang pagsasanay ng pare-pareho ng ionization
- Ehersisyo 1
- Mag-ehersisyo 2
- Mag-ehersisyo 3
- Mga Sanggunian
Ang pare-pareho ng ionization , dissociation pare-pareho o pare-pareho ang kaasiman, ay isang pag-aari na sumasalamin sa pagkahilig ng isang sangkap na magpakawala ng mga hydrogen ion; iyon ay, direktang nauugnay sa lakas ng isang acid. Ang mas mataas na halaga ng pare-pareho ng dissociation (Ka), mas malaki ang pagpapalabas ng mga hydrogen ions ng acid.
Pagdating sa tubig, halimbawa, ang ionization nito ay kilala bilang 'autoprotolysis' o 'autoionization'. Dito, ang isang molekula ng tubig ay nagbibigay ng isang H + sa isa pa, na gumagawa ng mga H 3 O + at OH - i , tulad ng ipinapakita sa imahe sa ibaba.
Pinagmulan: Cdang, mula sa Wikimedia Commons
Ang dissociation ng isang acid mula sa isang may tubig na solusyon ay maaaring mailalarawan sa sumusunod na paraan:
HA + H 2 O <=> H 3 O + + A -
Kung saan ang HA ay kumakatawan sa acid na na-ionized, H 3 O + ang hydronium ion, at A - ang conjugate base nito. Kung ang Ka ay mataas, higit pa sa HA ang magkakaparehas at magkakaroon doon ng isang mas mataas na konsentrasyon ng hidronono ion. Ang pagtaas ng kaasiman ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagmamasid sa isang pagbabago sa pH ng solusyon, na ang halaga ay mas mababa sa 7.
Ang balanse ng ionization
Ang dobleng arrow sa itaas na equation ng kemikal ay nagpapahiwatig na ang isang balanse ay itinatag sa pagitan ng mga reaksyon at produkto. Tulad ng bawat pare-pareho ang balanse, ang parehong nangyayari sa ionization ng isang acid at ipinahayag tulad ng sumusunod:
K = /
Thermodynamically, ang palaging Ka ay tinukoy sa mga tuntunin ng mga aktibidad, hindi konsentrasyon. Gayunpaman, sa maghalo ng aqueous solution ang aktibidad ng tubig ay nasa paligid ng 1, at ang mga aktibidad ng hydronium ion, ang base ng conjugate, at ang hindi nabubuo na acid ay malapit sa kanilang mga konsentrasyon ng molar.
Para sa mga kadahilanang ito, ipinakilala ang paggamit ng patuloy na dissociation (ka) na hindi kasama ang konsentrasyon ng tubig. Pinapayagan nito ang mahinang acid dissociation na mai-schematized sa isang mas simpleng paraan, at ang dissociation constant (Ka) ay ipinahayag sa parehong anyo.
HA <=> H + + A -
Ka = /
Ka
Ang dissociation constant (Ka) ay isang anyo ng pagpapahayag ng isang pare-pareho ang balanse.
Ang mga konsentrasyon ng undissociated acid, conjugate base, at ang hydronium o hydrogen ion ay nananatiling pare-pareho kapag naabot ang kondisyon ng balanse. Sa kabilang banda, ang konsentrasyon ng base ng conjugate at ng hydronium ion ay eksaktong pareho.
Ang kanilang mga halaga ay ibinibigay sa mga kapangyarihan ng 10 na may negatibong exponents, kaya ang isang mas simple at mas mapapamahalaan na anyo ng ekspresyon ng Ka ay ipinakilala, na tinawag nilang pKa.
pKa = - log Ka
Ang PKa ay karaniwang tinatawag na pare-pareho ang dissociation acid. Ang halaga ng pKa ay isang malinaw na indikasyon ng lakas ng isang acid.
Ang mga acid na mayroong halaga ng pKa mas mababa o mas negatibo kaysa sa -1.74 (pKa ng hydronium ion) ay itinuturing na mga malakas na acid. Habang ang mga acid na may pKa na higit sa -1.74, itinuturing silang hindi malakas na mga acid.
Henderson-Hasselbalch equation
Ang isang equation ay nagmula sa ekspresyong Ka na lubos na kapaki-pakinabang sa mga kalkulasyong pang-analytical.
Ka = /
Ang pagkuha ng mga logarithms,
log Ka = log H + + log A - - log HA
At paglutas para sa log H + :
-log H = - log Ka + log A - - log HA
Pagkatapos ay ginagamit ang mga kahulugan ng pH at pKa, at mga regrouping term:
pH = pKa + log (A - / HA)
Ito ang sikat na Henderson-Hasselbalch equation.
Gumamit
Ang Henderson-Hasselbach equation ay ginagamit upang matantya ang pH ng mga buffer, pati na rin kung paano ang kamag-anak na konsentrasyon ng conjugate base at impluwensya ng pH.
Kung ang konsentrasyon ng base ng conjugate ay pantay sa konsentrasyon ng acid, ang ugnayan sa pagitan ng mga konsentrasyon ng parehong mga term ay pantay sa 1; at samakatuwid ang logarithm nito ay pantay sa 0.
Bilang kinahinatnan ng pH = pKa, ito ay napakahalaga, dahil sa sitwasyong ito ang maximum na kahusayan ng buffer.
Ang pH zone kung saan mayroong maximum na kapasidad ng buffering ay karaniwang kinukuha, na kung saan ang unit ng pH = pka ± 1 pH.
Ang pagsasanay ng pare-pareho ng ionization
Ehersisyo 1
Ang solusyon ng dilute ng isang mahina na acid ay may mga sumusunod na konsentrasyon sa balanse: undissociated acid = 0.065 M at konsentrasyon ng base ng konsentrasyon = 9 · 10 -4 M. Kalkulahin ang Ka at pKa ng acid.
Ang konsentrasyon ng hydrogen ion o ang hydronium ion ay pantay sa konsentrasyon ng conjugate base, dahil nagmula sila sa ionization ng parehong acid.
Pagsusulat sa equation:
Ka = / HA
Pagsusulat sa equation para sa kani-kanilang mga halaga
Ka = (9 10 -4 M) (9 10 -4 M) / 65 10 -3 M
= 1,246 10 -5
At pagkatapos ay kinakalkula ang pKa nito
pKa = - log Ka
= - mag-log 1,246 10 -5
= 4,904
Mag-ehersisyo 2
Ang isang mahina na acid na may konsentrasyon na 0.03 M ay may pare-pareho ng dissociation (Ka) = 1.5 · 10 -4 . Kalkulahin: a) pH ng may tubig na solusyon; b) ang antas ng ionization ng acid.
Sa balanse, ang konsentrasyon ng acid ay katumbas ng (0.03 M - x), kung saan ang x ay ang halaga ng acid na nag-iisa. Samakatuwid, ang konsentrasyon ng hydrogen o hydronium ion ay x, tulad ng konsentrasyon ng conjugate base.
Ka = / = 1.5 10 -6
= = x
Y = 0.03 M - x. Ang maliit na halaga ng Ka ay nagpapahiwatig na ang acid ay marahil ay nakakaugnay ng kaunti, kaya (0.03 M - x) ay humigit-kumulang na katumbas sa 0.03 M.
Substituting sa Ka:
1.5 10 -6 = x 2/3 10 -2
x 2 = 4.5 10 -8 M 2
x = 2.12 x 10 -4 M
At dahil x =
pH = - mag-log
= - mag-log
pH = 3.67
At sa wakas, tungkol sa antas ng ionization: maaari itong kalkulahin gamit ang sumusunod na expression:
o / HA] x 100%
(2.12 10 -4 / 3 10 -2 ) x 100%
0.71%
Mag-ehersisyo 3
Kinakalkula ko ang Ka mula sa porsyento ng ionization ng isang acid, alam na ang ionizing nito ng 4.8% mula sa isang paunang konsentrasyon ng 1.5 · 10 -3 M.
Upang makalkula ang dami ng acid na na-ionized, ang 4.8% ay natutukoy.
Nakarating na halaga = 1.5 · 10 -3 M (4.8 / 100)
= 7.2 x 10 -5 M
Ang halaga ng ionized acid ay katumbas ng konsentrasyon ng conjugate base at ang konsentrasyon ng hydronium o hydrogen ion sa balanse.
Ang konsentrasyon ng acid ng balanse = paunang konsentrasyon ng acid - ang dami ng ionized acid.
= 1.5 10 -3 M - 7.2 10 -5 M
= 1,428 x 10 -3 M
At pagkatapos ay paglutas sa parehong mga equation
Ka = /
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
Mga Sanggunian
- Chemistry LibreTexts. (sf). Patuloy ang pagkakaiba-iba. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
- Wikipedia. (2018). Patuloy ang pagkakaiba-iba. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
- Whitten, KW, Davis, RE, Peck, LP & Stanley, GG Chemistry. (2008) Walong Edisyon. Pag-aaral ng Cengage.
- Segel IH (1975). Mga Pagkalkula ng Biochemical. Ika-2. Edisyon. John Wiley at Mga Anak. INC.
- Kabara E. (2018). Paano Makalkula ang Acid Ionization Constant. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com.