몫:
Henderson Hasselbalch 및 연습에 의한 일정한 이온화 방정식
그 이온화 상수 (또는 해리)는 물질이 수소 이온을 방출하는 경향을 반영하는 특성이다. 즉 그것은 산의 강도와 직접적인 관련이 있습니다. 해리 상수 (Ka)의 값이 클수록, 산에 의한 수소 결합의 방출이 커진다.
예를 들어, 물에 관해서, 이온화는 'autoprotolisis'또는 'autoionization'으로 알려져 있습니다. 여기서, 물 분자는 H+ 다른 곳으로, H 이온을 만들어 낸다.3O+ 및 OH-, 아래 이미지에서 볼 수 있듯이.
수용액으로부터의 산의 해리는 다음과 같은 방식으로 도식화 될 수있다 :
HA + H2O <=> H3O+ + A-
HA가 이온화 된 산을 나타내는 경우, H3O+ 하이드로 늄 이온에, 그리고 A- 그것의 접합체 기지. Ka가 높으면 HA의 상당 부분이 해리되어 결과적으로 하이드로 늄 이온 농도가 높아집니다. 이 산도의 증가는 용액의 pH 변화를 관찰함으로써 결정될 수 있는데, 그 값은 7 미만이다..
색인
- 1 이온화 밸런스
- 1.1 Ka
- 2 헨더슨 - 하셀 발치 방정식
- 2.1 사용
- 3 이온화 상수 연습
- 3.1 운동 1
- 3.2 운동 2
- 3.3 운동 3
- 4 참고
이온화 밸런스
상부 화학 반응식의 이중 화살표는 반응물과 생성물 사이에 균형이 이루어짐을 나타냅니다. 모든 평형은 상수를 가지므로, 산의 이온화와 마찬가지로 일어나며 다음과 같이 표현됩니다.
K = [H3O+] [A-] / [HA] [H2O]
열역학적으로 상수 Ka는 농도가 아니라 활동으로 정의됩니다. 그러나, 수분 활성도의 묽은 수용액에서 약 1이고, 히드로 늄 이온의 활동은 컨쥬 게이트 염기와 산 해리되지 않은 자신의 몰 농도 근처.
이러한 이유 때문에, 물 농도를 포함하지 않는 해리 상수 (ka)의 사용이 소개되었다. 이 약산의 분리가 간단하게 도식화 될 수있게하고, 해리 상수 (카)을 동일한 형태로 표현되는.
하 <=> H+ + A-
Ka = [H+] [A-] / [HA]
카
해리 상수 (Ka)는 평형 상수의 표현의 한 형태이다..
비 해리 된 산, 공액 염기 및 하이드로 늄 또는 수소 이온의 농도는 일단 평형 상태에 도달하면 일정하게 유지된다. 한편, 공액 염기 및 하이드로 늄 이온의 농도는 정확히 동일하다.
이들의 값이 음의 지수 10의 거듭 제곱에 나와있다, 그래서 더 간단하고 관리 표현의 한 형태가 카 도입되었다, 그들은는 PK라고하는.
pKa = - log Ka
pKa는 일반적으로 산해 상수라고합니다. pKa의 값은 산의 강도를 나타내는 명확한 지표입니다.
pKa 값이 -1.74 (하이드로 늄 이온의 pKa)보다 낮거나 더 큰 산은 강산으로 간주됩니다. pKa가 -1.74 이상인 산은 비 강산으로 간주됩니다.
헨더슨 - 하셀 발치 방정식
Ka의 표현으로부터, 분석 계산에 엄청난 유용성이있는 방정식이 도출된다..
Ka = [H+] [A-] / [HA]
로그를 취함,
log Ka = logH+ + 로그 A- - HA에 기록하다
로그 H 지우기+:
-로그 H = log Ka + log A- - HA에 기록하다
다음으로 pH와 pKa의 정의와 재구성 용어 정의를 사용합니다.
pH = pKa + log (A- / HA)
이것은 유명한 Henderson-Hasselbalch 방정식입니다..
사용
헨더슨 - Hasselbach 방정식 공액 염기 및 산의 농도에 대하여 pH를 버퍼링의 pH의 영향을 추정하기 위해 사용.
공액 염기의 농도가 산의 농도와 같을 때, 두 항의 농도 사이의 비는 1과 같고; 따라서 로그의 대수는 0입니다..
결과적으로이 pH = pKa는 매우 중요합니다.이 상황에서 버퍼 효율은 최대이므로.
최대 완충 용량이 존재하는 pH 존을 취하는 것이 일반적이며, 여기서 pH = pka ± 1 pH 유닛.
이온화 상수 운동
운동 1
약산의 희석 용액은 평형 상태에서 다음 농도 가지고 해리되지 않은 산 = 0.065 M 및 컨쥬 게이트 염기의 농도 = 9 · 10-4 산의 Ka와 pKa를 계산하라..
수소 이온 또는 하이드로 늄 이온의 농도는 동일한 산의 이온화에 기인하기 때문에 공역 염기의 농도와 동일하다.
방정식을 대입하면 :
Ka = [H+] [A-] / HA
방정식에서 각각의 값을 대입하면 다음과 같습니다.
Ka = (9 · 10-4 M) (9 · 10-4 M) / 65 · 10-3 남
= 1,246 · 10-5
그리고 나서 pKa를 계산합니다.
pKa = - log Ka
= - 로그 1,246 · 10-5
= 4,904
운동 2
0.03M 농도의 약산은 해리 상수 (Ka) = 1.5 · 10-4. a) 수용액의 pH; b) 산의 이온화 정도.
평형에서 산의 농도는 (0.03 M - x)와 같으며, 여기서 x는 해리되는 산의 양이다. 따라서, 수소 또는 하이드로 늄 이온의 농도는 x이며, 공액 염기 농도.
Ka = [H+] [A-] / [HA] = 1.5 · 10-6
[H+] = [A-] = x
Y [HA] = 0.03M-x. Ka의 작은 값은 산이 아마 거의 해리되지 않았 음을 나타내므로 (0.03 M - x)는 대략 0.03 M.
Ka로 대체 :
1,5 · 10-6 = x2 / 3 · 10-2
x2 = 4.5 × 10-8 남2
x = 2.12 x 10-4 남
그리고 x = [H+]
pH = - log [H+]
= - log [2.12 × 10-4]
pH = 3.67
그리고 마지막으로 이온화 정도에 관해서는 다음 식으로 계산할 수 있습니다.
[H+] 또는 [A-] / HA] × 100 %
(2.12 · 10-4 / 3 · 10-2) × 100 %
0.71 %
운동 3
산의 이온화 백분율로부터 Ka를 계산합니다. 1.5 / 10의 초기 농도에서 4.8 % 이온화됨을 알고 있습니다.-3 남.
양을 계산하기 위해 이온화 된 산이 결정됩니다 4.8 %.
이온화 된 양 = 1.5 · 10-3 M (4.8 / 100)
= 7.2 x 10-5 남
이 이온화 된 산의 양은 공액 염기의 농도 및 평형 상태에서의 하이드로 늄 이온 또는 수소 이온의 농도와 동일하다.
평형에서의 산의 농도 = 산의 초기 농도 - 이온화 된 산의 양.
[HA] = 1.5 · 10-3 M - 7.2 × 10-5 남
= 1,428 x 10-3 남
그리고 같은 방정식으로 풀면
Ka = [H+] [A-] / [HA]
Ka = (7.2 · 10-5 M x 7.2 · 10-5 M) / 1,428 · 10-3 남
= 3.63 × 10-6
pKa = - log Ka
= - 로그 3.63 × 10-6
= 5.44
참고 문헌
- 화학 LibreTexts. (s.f.). 해리 상수. 원본 주소 'chemical.libretexts.org'
- 위키 백과. (2018). 해리 상수. 원본 주소 'en.wikipedia.org'
- Whitten, K.W., Davis, R.E., Peck, L.P. 및 Stanley, G.G. Chemistry. (2008) 제 8 판. Cengage Learning.
- Segel I. H. (1975). 생화학 계산. 2 위. 에디션. John Wiley & Sons. INC.
- Kabara E. (2018). 산 이온화 상수를 계산하는 방법. 공부해라. 원본 주소.