If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Związek pomiędzy Ka i Kb

Związek między Ka słabego kwasu i Kb sprzężonej z nim zasady. Wzór na przeliczanie Ka na Kb i pKa na pKb. 

Kluczowe informacje

Dla par sprzężonych ze sobą kwasów i zasad, stała dysocjacji kwasu Ka i stała jonizacji zasady Kb są powiązane za pomocą następujących równań:
  • KaKb=Kw
    gdzie Kw jest stałą autodysocjacji
  • pKa+pKb=14  w25C

Wstęp: Słabe kwasy i zasady dysocjują odwracalnie

Słabe kwasy, zazwyczaj zapisywane, jakoHA, są donorami H+ (protonów) do wody i tworzą sprzężoną zasadę A i H3O+:
HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)
  kwas          zasada            kwas              zasada
Podobnie, zasady (zapisywane w skrócie: B) są akceptorami protonów w wodzie i tworzą sprzężone kwasy- HB+ i OH:
B(aq)+H2O(l)HB+(aq)+OH(aq)
  zasada         kwas          kwas          zasada
Dla słabych kwasów i zasad, stan równowagi reakcji dysocjacji wyraża względne ilości każdej z substancji. W tym artykule, opisano stosunek między stałymi dysocjacji Ka i Kb dla sprzężonej pary kwas-zasada.
Wodny roztwór kwasu fluorowodorowego, który jest słabym kwasem, zawiera niezdysocjowane cząsteczki HF, które są w stanie równowagi z protonami i jonami fluorkowymi.
Uwaga: W tym artykule zakładamy, że wszystkie roztwory są roztworami wodnymi.

Wyliczanie Kadla HA reagującego, jako kwas

Przyjrzyjmy się reakcji dysocjacji dla jednoprotonowego słabego kwasu HA:
HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)
Produktami tej odwracalnej reakcji są A- zasada sprzężonej z HA oraz H3O+. Możemy zapisać następujące równanie na stałą równowagi Ka:
Ka=[H3O+][A][HA]

Wyliczanie Kb dla A reagującego, jako zasada

Ponieważ A jest zasadą, możemy zapisać odwrotną reakcję dla A reagującego jako zasada i akceptującego proton od wody:
A(aq)+H2O(l)HA(aq)+OH(aq)
Produktami tej reakcji są HA i OH. Możemy zapisać stałą równowagi Kb dla reakcji, w której A pełni funkcję zasady:
Kb=[HA][OH][A]
Mimo tego, że wygląda to jak odwrotność HA reagującego, jako kwas, reakcje te bardzo się między sobą różnią. W reakcji HA, jako kwasu jednym z produktów jest H3O+. W reakcji sprzężonej zasady A jednym z produktów jest OH.

Związek między Ka i Kb dla sprzężonych par kwas-zasada

Jeżeli pomnożymy Ka dla HA z Kb sprzężonej zasady A, otrzymamy:
KaKb=([H3O+][A][HA])([HA][OH][A])=[H3O+][OH]=Kw
gdzie Kw jest stałą dysocjacji wody. Związek między tymi wartościami przydaje się do odnoszenia do siebie Ka i Kb sprzężonych par kwas-zasada!! Możemy użyć wartości Kw w 25C aby zapisać inne przydatne równania:
KaKb=Kw=1,0×1014 25C(Równanie 1.)
Po zlogarytmowaniu obu stron Równania 1. przez -log10, otrzymujemy:
pKa+pKb=14  25C(Równanie 2.)
Możemy użyć tych równań do wyliczenia Kb (lub pKb) dla słabych zasad o znanym Ka sprzężonego kwasu. Możemy również obliczyć Ka (lub pKa) słabego kwasu, znając Kb sprzężonej zasady.
Należy pamiętać, że te równania są prawdziwe tylko dla sprzężonych par kwas-zasada!! Aby szybko przypomnieć sobie, jak rozpoznać sprzężone pary kwas zasada obejrzyj filmik o sprzężonych parach kwas-zasada.
Sprawdź się: Które z podanych wartości możemy obliczyć, znając Kb of NH3 w 25C?
Wybierz 1 odpowiedź:

Przykład: Obliczanie Kb słabej zasady

pKa kwasu fluorowodorowego (HF) wynosi 3,36 w 25C.
Ile wynosi Kb jonu fluorkowego, F(aq)?
Rozpracujmy ten problem krok po kroku.

Krok 1: Upewnij się, że rozważamy sprzężoną parę kwas-zasada

Możemy sprawdzić, czy jest to sprzężona para kwas-zasada poprzez zapisanie reakcji dysocjacji HF:
HF(aq)+H2O(l)F(aq)+H3O+(aq)
Widzimy, że HF jest donorem protonu dla wody, tworząc H3O+ i F. Wynika z tego, że F jest sprzężoną zasadą do HF. Oznacza to, że możemy użyć pKa dla HF do obliczenia pKb dla F. Hura!

Krok 2: Użyj równania 2. do obliczenia pKb z pKa

Przekształcając równanie 2., aby wyznaczyć pKb, otrzymujemy:
pKb=14,00pKa
Podstawiając znaną wartość pKa dla HF, otrzymujemy:
pKb=14,00(3,36)=10,64
Wynika z tego, że pKb dla F wynosi 10,64.

Krok 3: Oblicz Kb, używając pKb

Możemy przekształcić pKb do Kb, używając następującego równania:
pKb=log(Kb)
Wyliczając z równania Kb, otrzymujemy:
Kb=10pKb
Podstawiając wartość pKb i wykonując obliczenia, otrzymujemy:
Kb=10(10,64)=2,3×1011
Wynika z tego, że Kb dla F wynosi 2,3×1011.

Podsumowanie

Dla sprzężonych par kwas-zasada, stała dysocjacji kwasu Ka i stała dysocjacji zasady Kb powiązane są za pomocą następujących równań:
  • Kw=KaKb
  • pKa+pKb=14  w25C

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.