Розрахувати значення ПК і значення ПКБ - онлайн-навчання StudyHelp

Якщо розглядати дві різні кислоти з однаковою концентрацією, вони все одно можуть мати різні значення рН. Чому так?

text text

Це пов’язано з тим, що деякі кислоти сильніші за інші, тому вони можуть легше відмовитися від своїх протонів. Звичайно, тут також є змінна, яка говорить нам про це.

Це кислотна константа KS або значення pKS. Кислотна константа, як іонний продукт води, походить від MWG і є мірою того, як «із задоволенням» кислота віддає протон у воду.

Якщо знову застосувати тут MWG, ми отримаємо таку константу рівноваги:

І тут, як і для іонного продукту води, ми можемо вважати концентрацію води приблизно постійною (оскільки її так багато, що концентрація води майже не змінюється при невеликій кількості кислоти) і компенсувати її константою рівноваги:

Якщо тепер застосувати негативний декадичний логарифм до кислотної константи, як при розрахунку значення рН, ми отримаємо значення рКа. Таким же чином ми можемо дати значення pKB ​​як міру міцності основи. Ця величина є мірою того, наскільки основа із задоволенням забирає протон із води.

За допомогою значень pKS і pKB тепер ми можемо порівнювати різні кислоти або основи з урахуванням їх сили.

  • Чим менше значення рКа, тим сильніша кислота.
  • Чим менше значення pKB, тим сильніша база.

Чотири верхні кислоти повністю віддають свої протони, тобто відбувається повний протоліз (можна також сказати, що кислота повністю дисоціює). Тому баланс знаходиться праворуч. Чим далі ви опускаєтеся в таблицю, тим більше значення рКа і, отже, слабкіші кислоти. У таблиці також наведені відповідні пари кислотно-лужних.

Стає зрозумілим, що відповідна основа тим слабша, чим сильніша кислота. Вірно і зворотне: чим сильніша основа, тим слабша відповідна кислота.

Існує навіть дуже конкретна залежність між значенням рКа кислоти та значенням рКВ відповідної основи:

Якщо застосувати тут негативний десятичний логарифм, то отримаємо:

\ почати
pK_ \ text + pK_ \ text= 14
\ кінець

Якщо значення рКа кислоти відомо, ми можемо використовувати формулу для обчислення значення рКВ відповідної основи.

Якщо ми подивимося на основи в таблиці, то побачимо, що чотири нижні основи дуже міцні, оскільки повністю забирають протони. Це означає, що всі частинки основи поглинають протон.

Тепер ми можемо запитати себе, чому так важливо, сильна чи слабка кислота чи основа. Це особливо важливо, коли ми хочемо розрахувати рН розчину. Для цього ми повинні мати можливість класифікувати значення pKS та pKB правильно.

Для правильної класифікації сили кислот і основ для нас актуальні такі значення:
\ почати
\ почати
pK_ \ text 4.75 & слабкий \ acid & \ quad pK_ \ text > 4,75 і слабка \ База
\ кінець
\ кінець

Розрахунок значення рН кислот і основ різної сили

Сильні кислоти

Якщо значення рКа кислоти менше 1,5, це сильна кислота. Тоді можна припустити, що протоліз майже завершений. Отже, всі кислотні частинки віддають свої протони у воду, завдяки чому концентрація іонів оксонію приблизно така ж, як початкова концентрація кислоти.

Отже, ми можемо розрахувати значення рН таким чином:

Слабкі кислоти

У разі слабких кислот лише дуже мало частинок кислоти викидають свої протони у воду. Тому концентрація кислоти майже не змінюється внаслідок протолізу, тобто c (HA) ≈ c0 (HA). Концентрація іонів оксонію настільки ж велика, як і концентрація відповідної основи, оскільки для кожної кислотної частинки, яка виділяє протон, утворюється іон оксонію та частинка відповідної основи, тобто c (H3O +) = c (A−). Якщо ви покладете ці два співвідношення в MWG, ви отримаєте таке рівняння:

Для знаходження рН нам потрібна концентрація іонів оксонію, тому ми вирішуємо рівняння концентрації:

Отже, ми можемо розрахувати значення рН таким чином:

\ почати
pH = \ frac \ cdot \ left (\ text

K_ \ text - lg \ (c_0 () \ праворуч))
\ кінець

Міцні основи

З сильними основами ми в основному можемо використовувати ту саму формулу, що і з сильними кислотами. Увага: Якщо ми обчислюємо негативний декадичний логарифм початкової концентрації основи, ми отримуємо не значення рН, а значення рОН, оскільки в результаті реакції основи з водою не утворюються іони оксонію, а іони гідроксиду. Але це не проблема, оскільки за допомогою значення рОН ми можемо розрахувати значення рН, а саме за допомогою іонного продукту води. Оскільки це призводить до наступної залежності між рН та рОН:
\ почати
\ text + \ text < pOH >= 14
\ кінець

Значення рН міцних основ можна розрахувати наступним чином:
\ почати
рН = 14 + \ lg \ ліворуч (c_0 (>) \ праворуч)
\ кінець

Слабкі основи

Навіть зі слабкими основами, обчислення значення рН працює за тією ж формулою, що і для слабких кислот, тільки ми повинні бути обережними, щоб спочатку обчислити значення рОН. З цього ми обчислюємо значення рН. Тут наведена наступна формула:

\ почати
рН = 14 - \ frac \ cdot \ зліва (\ text

K_ \ text - c_0 () \ праворуч)
\ кінець

4.20 з 5 балів на основі 174 поданих голосів.