Ka و PKa و مقایسه قدرت اسیدی
اسیدها در انواع قوی و ضعیف دسته بندی می شوند، این یعنی اسیدها دارای قدرت های متفاوتی نسبت به یکدیگر هستند که برای انجام آزمایشات و مطالعات گوناگون پیرامون آن ها لازم است بتوانیم قدرتشان را با یکدیگر مقایسه کنیم. برای انجام این کار معیاری به نام ثابت یونش اسیدی وجود دارد که در این مطلب به تشریح آن خواهیم پرداخت.
: Ka
Ka ثابت یونش اسیدها است و برای مقایسه قدرت اسیدها استفاده می شود. به معادله یونش نیترواسید و رابطه ی ثابت تعادل آن توجه کنید:
همان طور که می دانید غلظت H2O(l) ثابت است بنابراین آن را به سمت چپ معادله بردیم. حاصلضرب K × [ H2 O] برابر ثابت یونش اسید است که آن را با نماد Ka نمایش می دهند.
نکته: در دمای معین ثابت یونش اسیدی عدد ثابتی است.
هر چه اسید قوی تر باشد Ka بزرگتری دارد.
:PKa
مقدار Ka برای اغلب اسیدها، بسیار کوچک و یا بسیار بزرگ بوده و درک و مقایسه این اعداد کمی دشوار است. از این رو از معیار دیگری به نام PKa استفاده می کنیم که عدد قابل فهم تری است. PKa= -log Ka
هر چه اسید قوی تر باشد Ka کوچکتری دارد.
مثال: اگر برای اسید فرضی HA داشته باشیم PKa , Ka= 10-3 برابر خواهد بود با:
PKa= log10-3=3
ثابت یونش یون هیدرونیم:
اگر به معادله ی یونش یون هیدرونیم توجه کنید خواهید دید طبق این واکنش
پس برای یون هیدرونیم Ka=1 و PKa=0 ، به همین دلیل یون هیدرونیم در مرز بین اسیدهای قوی و اسیدهای ضعیف قرار دارد. در واقع اسیدی که Ka آن بزرگتر از یک و PKa آن کوچکتر از صفر باشد اسیدقوی بوده و اسیدی که Ka آن کوچکتر از یک و PKa آن بزرگتر از صفر باشد اسید ضعیف محسوب می شود.
در محلول های آبی اسیدهای قوی به طور کامل تفکیک می شوند و تبدیل به یون هیدرونیم می گردند. پس می توان قدرت همه آن ها را در محلول های آبی یکی و هم تراز با یون هیدرونیم دانست در نیتجه مقایسه قدرت اسیدهای قوی در محیط های آبی ممکن نیست.
آب برای اسیدهای قوی اثر هم تراز کنندگی دارد.
نکته: هر چه یک اسید قوی تر باشد آنیون مربوط به آن پایدارتر بوده و بیش تر تمایل دارد به صورت یون آبپوشیده در محلول باقی بماند.
نکته: رابطه ی ثابت یونش اسیدی (Ka) با درجه یونش (∝) و غلظت اولیه (M) برای اسیدهای ضعیف به این صورت است:
Ka=M × ∝
سوال: محلول کدام گونه PKa کوچکتری دارد؟1- HF
2- HBR
3- NH3
4- HNO2