Acid slab

Un acid slab este un acid care nu pierde toți atomii de hidrogen atunci când este dizolvat în apă , adică se disociază doar parțial. Acești acizi determină o scădere a pH-ului mai mică (cu aceeași concentrație ) decât acizii puternici , care dimpotrivă eliberează toți atomii lor de hidrogen dacă sunt dizolvați în apă. ^[1]

Acizii slabi includ o mare varietate de substanțe, inclusiv acid acetic (care conferă oțetului mirosul caracteristic). Acizii slabi găsesc aplicații în formarea de soluții tampon , în care reacționează cu o bază puternică .

Disociere

După cum sa menționat deja, acizii slabi se disociază doar într-o mică măsură. Prin urmare, un acid slab generic HA în soluție apoasă protejează moleculele de apă doar într-o mică măsură. Să luăm în considerare echilibrul care se stabilește între apă și un acid generic A: ^[1]

\mathrm {HA_{(aq)}\,\rightleftharpoons \,H^{+}\,_{(aq)}+\,A^{-}\,_{(aq)}}

{\ displaystyle \ mathrm {HA _ {(aq)} \, \ rightleftharpoons \, H ^ {+} \, _ {(aq)} + \, A ^ {-} \, _ {(aq)}}}

{\ displaystyle \ mathrm {HA _ {(aq)} \, \ rightleftharpoons \, H ^ {+} \, _ {(aq)} + \, A ^ {-} \, _ {(aq)}}}

Pentru a cunoaște comportamentul unui acid, trebuie doar să ne uităm la constanta sa de echilibru , care în aceste cazuri se numește constantă de ionizare a acidului:

\mathrm {K_{a}\,=\,{\frac {[H^{+}\,][A^{-}\,]}{[HA]}}}

{\ displaystyle \ mathrm {K_ {a} \, = \, {\ frac {[H ^ {+} \,] [A ^ {-} \,]} {[HA]}}}}

{\ displaystyle \ mathrm {K_ {a} \, = \, {\ frac {[H ^ {+} \,] [A ^ {-} \,]} {[HA]}}}}

Cu cât valoarea K _a, cu cât numărul de H ⁺ prezent în soluție, iar cea mai mică pH: în ceea ce privește acizii slabi, K _o poate varia între 1,8 x 10 ^-16 și 55. ^[2]

Calculul pH-ului

Putem găsi pH-ul unei soluții apoase a unui acid slab, urmărind concentrația ionilor H ⁺ . Pentru a face acest lucru, putem folosi un mic tabel, care raportează cazul unei reacții generice de ionizare, analizând condițiile inițiale și de echilibru.

	HA _(aq)	+	H ₂ O _(l)	→	A ^- _(aq)	+	H ₃ O ⁺ _(aq)
start	F.		-		0		0
Δ	-X		-		+ x		+ x
echilibru	F - x		-		X		X

Din tabel se poate deduce că, la echilibru, concentrațiile de A ^- _(aq) și de H ₃ O ⁺ _(aq) sunt echivalente. Prin urmare, putem raporta datele rândului de echilibru în expresia calculului lui K _a :

K_{a}={{[H^{+}][A^{-}]} \over {[HA]}}={{x^{2}} \over {F-x}}

{\ displaystyle K_ {a} = {{[H ^ {+}] [A ^ {-}]} \ over {[HA]}} = {{x ^ {2}} \ over {Fx}}}

{\ displaystyle K_ {a} = {{[H ^ {+}] [A ^ {-}]} \ over {[HA]}} = {{x ^ {2}} \ over {F-x}}}

Din aceasta obținem o expresie de gradul doi $x^{2}+K_{a}x-K_{a}F=0$ ${\ displaystyle x ^ {2} + K_ {a} x-K_ {a} F = 0}$ ${\ displaystyle x ^ {2} + K_ {a} x-K_ {a} F = 0}$ , unde x este concentrația ionilor H ⁺ . PH-ul este apoi calculat după cum urmează: $pH=-log(x)$ ${\ displaystyle pH = -log (x)}$ ${\ displaystyle pH = -log (x)}$ .

Simplificare

Expresia de mai sus poate fi totuși simplificată dacă F este semnificativ mai mare decât constanta de ionizare acidă. În acest caz, de fapt, acidul nu se va disocia foarte mult: în consecință, x va lua o valoare foarte mică, făcând F - x ≈ F. Calculul concentrației ionilor H ⁺ este, prin urmare, mai agil și funcțional :

K_{a}={{x^{2}} \over {F}}

{\ displaystyle K_ {a} = {{x ^ {2}} \ over {F}}}

{\ displaystyle K_ {a} = {{x ^ {2}} \ over {F}}}

și apoi, rezolvând pentru x:

x={\sqrt {K_{a}F}}=\left[H^{+}\right]

{\ displaystyle x = {\ sqrt {K_ {a} F}} = \ left [H ^ {+} \ right]}

{\ displaystyle x = {\ sqrt {K_ {a} F}} = \ left [H ^ {+} \ right]}

În consecință, pentru a calcula pH-ul, dacă F ≫ K _a , putem aplica direct următoarea formulă: ^[3]

pH=-log{\sqrt {K_{a}F}}

{\ displaystyle pH = -log {\ sqrt {K_ {a} F}}}

{\ displaystyle pH = -log {\ sqrt {K_ {a} F}}}

Notă

^ ^a ^b Valitutti; Falasca; Fanii; Dragă , p. 486 .
^ Valitutti; Falasca; Fanii; Dragă , p. 487.
^ Valitutti; Falasca; Fanii; Dragă , p. 491.

Bibliografie

G. Valitutti; M. Falasca; A. Tifi; A. Gentile, Chimie, concepte și modele , albastru , Zanichelli.

Elemente conexe

Acid puternic

Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei

[a-1] Valitutti; Falasca; Fanii; Dragă , p. 486 .

[2] Valitutti; Falasca; Fanii; Dragă , p. 487.

[3] Valitutti; Falasca; Fanii; Dragă , p. 491.

[1]

[2]

[3]

V · D · M Acizi și baze
Acid-bazic Reacția · extracție acid-baza · K disociere acidă · K de disociere de bază · funcția de aciditate Soluție tampon · pH · Proton de afinitate · autoionizare · Teorie acid-bază Lewis · Cuplu frustrat de Lewis
Acizi	Acid Lewis · acid mineral · Acid organic · Acid puternic · superacid · Acid slab
Bazele	Baza Lewis · Baza organică · bază puternică · Superbase · bază slabă