Słaby kwas

Słabe przykłady kwasu

Co to jest słaby kwas?

Słaby kwas to taki, który w roztworze wodnym ma niewielką zdolność do dysocjacji w wodorze (h⁺) i w odpowiedniej bazie sprzężonej. W przeciwieństwie do silnych kwasów, których dysocjacja jest kompletna (100%) i praktycznie nieodwracalne, słabe kwasy są ledwo zdysocjowane i odwracalne.

Dlatego słaby kwas generuje mniej hones h⁺ W wodzie tego, czego można się spodziewać. Wśród najbardziej reprezentatywnych słabych kwasów mamy kwas octowy, główny składnik octu, który jest w przybliżeniu w 0.5 % w normalnych warunkach.

Oznacza to, że największy odsetek roztworu kwasu octowego w wodzie, taki jak 5%octu gotowania, jest w postaci niezadowolonej (CH₃Cooh); Podczas gdy niewielka porcja znajduje się jako baza koniugatu (wybierz₃Gruchać^-), w towarzystwie jonów H⁺, lub bardziej poprawnie, h jony₃ALBO⁺.

Następnie, ponieważ ilość wodoru uwalnianego przez słaby kwas w roztworze wodnym jest niski, wytwarzane przez nich pH jest wyższe (podstawowe) niż wytwarzane przez silny kwas. Na przykład ocet ma pH 2.5, sok pomarańczowy pH 3.3. 4.2 i 2 sok z cytryny 2.

Te pH, chociaż są kwaśne, są wyższe niż pH, które wytwarzają roztwór silnego kwasu (HCl, H₂południowy zachód₄, itp.) że mogą osiągnąć wartość 1 lub mniej (wartości pH ujemnego).

Charakterystyka słabych kwasów

pH twoich rozwiązań

Słabe kwasy zwykle mają pH między 2.0 i mniej niż 7.0, więc odwracają kolor papieru Pannasol na czerwono. Te wartości pH są o wiele wyższe niż wartości pH wytwarzane przez silne kwasy, chociaż istnieją wyjątki.

Na przykład roztwór kwasu solnego 1 mm (silny kwas) ma pH 3.0, podczas gdy 1 mm roztwór kwasu fluorowego („słaby” kwas), ma pH 3.2, który jest blisko silnego kwasu.

Częściowa jonizacja

Słabe kwasy w roztworze są mało lub częściowo w wodzie, dysocjacyjną w sprzężonej podstawie jonów kwasu i wodoru. Następnie słaby kwas w roztworze wodnym jest w większości zdysocjowany, z niewielkim proporcją zdysocjowaną.

Może ci służyć: równoważenie równań chemicznych

Gdy ilość wodoru uwalnianego przez słaby kwas w wodzie jest niski, pH wytwarzane przez ten kwas jest wyższe niż wytwarzane przez silny kwas rozpuszczony w wodzie, ponieważ są one zwykle zjonizowane o 100 %.

Odwracalna jonizacja

Jonizacja słabego kwasu jest zwykle schematyzowana w następujący sposób:

Ma ⇌ a^-    +     H₃ALBO^-

Gdzie jest słaby kwas, aby^- jego skoniugowana baza i h₃ALBO⁺ kation hydroniowy, który jest drogą w h⁺ Istnieje lub objawia się w wodzie. Stężenie (lub aktywność) H₃ALBO⁺ Jest używany zamiast h⁺ Do określenia roztworu roztworu.

Stopień jonizacji

Niektóre kwasy są słabsze niż inne, co jest takie same, aby powiedzieć, że są mniej jonizowane. Dlatego stopień jonizacji pozwala nam spojrzeć na kwas kwasowy w określonych warunkach.

Aby wyrazić stopień jonizacji, wprowadzono kilka parametrów, takich jak jonizacja lub stała kwasowości (KA) i PKA: sposób wyrażania KA w prostej liczbie, która pomija użycie liczby wyrażonej w mocy ujemnych dziesięciu (10 ), ponieważ istnieje w Ka.

Stałe KA i PKA są stosowane głównie do słabych kwasów.

Ka = [a^-] [H⁺] / [Ha]

Wsporniki obecne w wzorze reprezentują stężenia.

pKA = - log ka

Wartość PKA słabego kwasu wynosi zwykle od 2 do 12. Ale są wyjątki. Na przykład: i kwas odgiczny (hio₃) ma PKA 0.77, który jest uważany za stosunkowo niewielką wartość, ale bez ujemnego, dla słabego kwasu w ścisłym sensie.

Stabilność bazowa koniugatu

Słabe kwasy mają silne wiązanie z atomem wodoru kwasu (h^δ+-X^δ-), więc mają niski stopień dysocjacji wodoru. Powoduje to, że skoniugowana zasada słabego kwasu ma wielką awidność przez wodór, będąc silną skoniugowaną zasadą.

Może ci służyć: koloid

Oznacza to, że sprzężona zasada słabego kwasu jest bardzo niestabilna, ponieważ akceptuje h⁺ Wrócił bardzo łatwo. Bardziej niestabilna ta skoniugowana zasada, tym słabszy kwas będzie wątpliwy.

Niska przewodnictwo jonowe

Będąc mało jonizowanym, słabe kwasy to słabe przewody energii elektrycznej, w przeciwieństwie do silnych kwasów, które są dobrymi przewodnikami energii elektrycznej.

Obecność w naturze

Słabe kwasy są szeroko rozłożone w naturze, na przykład znajdują się w owocach cytrusowych (cytryna, grejpfrut, pomarańcz itp.).

Są one również obecne w wielu procesach występujących we wszystkich żywych istotach. Niektóre z tych biologicznych słabych kwasów to piruwiczne, mlecze, cytryny, fumaryczne, bursztynowe, glutamiczne itp., a nawet utleniona hemoglobina uwalnia wodogencje, więc zachowuje się jak słaby kwas.

Następnie można stwierdzić, że człowiek żyje w stałym kontakcie ze słabymi kwasami.

Jak obliczyć pH słabego kwasu?

PH słabego kwasu można obliczyć za pomocą stałej kwaśności (KA) lub za pomocą równania Henderson-Haselbalch. W pierwszym przykładzie zostanie użyte ka.

Ze stałą kwasowością

Obliczyć pH roztworu 0.5 m kwasu benzoesowego (c₆H₅Cooh), który ma stałą jonizacji (ka) = 1.8 x 10^-5

C₆H₅Cooh ⇌ c₆H₅Gruchać^-   +             H⁺  (1)

Jeśli ilość kwasu, który się dysocjuje, nazywa się x, wówczas 0.5 m-X będzie stężeniem słabego kwasu, który nie jest zdysocjowany w równowadze, ponieważ x stężenie koniugatowej podstawy stężenia kwasu benzoesowego i jonów wodorowych.

Równanie (1) można reprezentować w następujący sposób:

0.5 m-x ⇌ x +x

Słabe kwasy są jonizowane w bardzo niskim proporcji, więc stężenie kwasu benzoesowego w równowadze (0.5 m-X), można założyć jako 0.5 m, od x <<< 0.5. Sustituyendo en la expresión de Ka resolvemos para X:

Ka = [a^-] [H⁺] / [Ha]

1.8 x 10^-5 = (X) (x) / 0.5m

X² = (1.8 x 10^-5) (0.5m)

X = 3 x 10^-3 M

Dlatego [h⁺] jest równe 3 x 10^-3 M. Rozwiązujemy wtedy, obliczając pH:

Może ci służyć: Metoda MOHR: Podstawy, reakcje, procedura, zastosowania

ph = - log [h⁺]

= - log [3 x 10^-3]

ph = 2.52

Zauważ, że pH jest stosunkowo kwaśne, ponieważ znajduje się poniżej 3 lub 4.

Z równaniem Henderson-Haselbalch

Równanie Henderson-Haselbalch służy do obliczenia pH roztworu buforowego:

ph = pKA + log [skoniugowana zasada] / [kwas]

Przykład:

Wodorotlenek sodu (NaOH) dodaje się do roztworu kwasu octowego, co wytwarza końcowe stężenie kwasu octowego (CH₃Cooh) 1.11 x 10^-2 mol/l i koniugatowe stężenie podstawy (wybierz₃Gruchać^-) z 0.44 x 10^-2 Mol/L. Jeśli kwas octowy PKA wynosi 4.75 Oblicz pH roztworu.

ph = 4.75 +log [a^-] / [Ha]

ph = 4.75 +dziennik (0.44 x 10^-2 / 1.11 x 10^-2)

= 4.75+ log 0.396

= 4.348

Słabe przykłady kwasu

Kilka słabych kwasów towarzyszy ich wartości PKA, zostanie wymienione poniżej:

• Ch₃COOH (kwas octowy), PKA 4.75
• HCOOH (kwas mrówkowy), PKA 3.74
• C₆H₅COOH (kwas benzoinowy), PKA 5.59
• Ch₂Clcooh (kwas chlorooctowy), PKA 2.85
• HCN (kwas cyjanhydowy), PKA 9.31
• Hf.17
• C₂H₅COOH (kwas propionowy), PKA 4.89
• Hno₂ (Kwas azotu), PKA 3.35
• H₂S (kwas siarczkowy), PKA₁ 6.0 i PKA₂ 12.92
• CCl₃COOH (kwas trichlorooctowy), PKA 0.52
• H₂WSPÓŁ₃ (kwas węglowy), PKA₁ 6.37 i PKA₂ 10.22
• H₃PO₄ (kwas fosforowy), PKA₁ 2.12, PKA₂ 4.21 i PKA₃ jedenaście.0
• C₆H₅południowy zachód₃H (kwas benzefoniczny), PKA 0.70
• Hio₃ (Kwas yodium), PKA 0.77
• Hclo₂ (Chloro kwas), PKA 2.0
• Ch₃Ch₂(OH) COOH (kwas mlekowy), PKA 3.08

Słabe kwasy z zastosowaniem terapeutycznym

• Kwas salicylowy, PKA 3.00
• Kwas acetylosalicylowy, PKA 3.49
• Furosemide, PKA 3.90
• Ibuprofen, PKA 4.40
• Levodopa, PKA 2.30
• Fenobarbital, PKA 7.40
• Warfarina, PKA 5.0
• Teofilina, PKA 8.80

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Morris, J. G. (1974). Fizykochemia biologów. (2 wyd.). Odwróciłem się.
3. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (29 sierpnia 2020). Słaba definicja kwasu i przykład w chemii. Odzyskane z: Thoughtco.com
4. Ophardt c., & McCarthy L. (15 sierpnia 2020). Siła kwasu i podstawy. Chemia librettexts. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
5. Clark Jim. (2013). Silny i słaby kwas. Odzyskane z: chemguide.współ.Wielka Brytania
6. Uczenie się lumen. (S.F.). Chemia dla nieamałków: obliczenie pH słabych roztworów kwasowych i podstawowych. Odzyskane z: kursów.Lumenarning.com