Stała dysocjacji

Stała dysocjacji (stała jonizacji) – stała równowagi reakcji dysocjacji, czyli rozpadu związków chemicznych na poszczególne jony, zwykle pod wpływem rozpuszczalnika lub silnego pola elektrycznego.

Przykładowo dla kwasu HA, ulegającemu reakcji dysocjacji w wodzie: Szablon:Chem2, stała równowagi K ma postać:

$K=\frac{[H_3{O}^{+}][A^{-}]}{[HA][H_{2}O]}$

przy czym dla rozcieńczonych roztworów, dla których stężenie wody jest praktycznie stałe, dla uproszczenia stałą dysocjacji definiuje się jako:

$K_a=K[H_{2}O]=\frac{[H_3{O}^{+}][A^{-}]}{[HA]}$

Podobnie dla zasady B, ulegającej reakcji: Szablon:Chem2, stała dysocjacji w rozcieńczonym roztworze ma postać:

$K_b=K[H_{2}O]=\frac{[B{H}^{+}][O{H}^{-}]}{[B]}$

Nawiasy kwadratowe oznaczają stężenie molowe danej substancji.

Zamiast stałej dysocjacji można podać jej wartość zlogarytmowaną, pK_a lub pK_b (gdzie pK_x = −log₁₀K_x), które są miarą mocy odpowiednio kwasu i zasady.

Dla każdego kwasu można podać sprzężoną z nim zasadę, a dla każdej zasady sprzężony z nią kwas (sprzężone pary kwas–zasada) – na przykład dla słabego kwasu octowego Szablon:Chem2 sprzężoną zasadą jest anion octanowy Szablon:Chem2, a dla słabej zasady amonowej Szablon:Chem2 (lub w formie uwodnionej Szablon:Chem2) kwasem sprzężonym jest kation amonowy Szablon:Chem2.

Dla wody (i dla każdego rozpuszczalnika ulegającego autodysocjacji) cząsteczki H₂O pełnią funkcję zarówno kwasu, jak i zasady.

Stałe dysocjacji dla sprzężonej pary kwas–zasada spełniają równania:

K_a•K_b = K_w

pK_a + pK_b = pK_w

gdzie K_w jest stałą dysocjacji wody.

Stała dysocjacji sprzężonego kwasu lub zasady jest jednocześnie równa stałej hydrolizy odpowiedniej soli, na przykład K_a dla Szablon:Chem2 jest równe stałej hydrolizy Szablon:Chem2.

Prawo rozcieńczeń Ostwalda

Dla słabych elektrolitów binarnych, znając stężenie i stopień dysocjacji, można obliczyć przybliżoną wartość stałej dysocjacji, korzystając z prawa rozcieńczeń Ostwalda:

$K=\frac{{\alpha }^{2}C}{1-\alpha },$

gdzie:

• $\alpha$ – stopień dysocjacji,
• $C$ – stężenie molowe elektrolitu.

Dla bardzo słabych elektrolitów (α « 1) wzór można uprościć do postaci:

$K={\alpha }^{2}C.$

Bibliografia

• Szablon:Cytuj