ГлавнаяХимияСлабые кислоты и основания

Химия - это просто

Популярно о химии
· Что такое химия?
· Вещество и его состояния
· Чистые вещества и смеси
· Свойства вещества
· Энергия вещества
· Структура атома
· Модель атома
· Электронная структура атомов
· Изотопы и ионы
· Периодическая таблица
· Ядерные реакции
· Атом "военный"
· Атом "мирный"
· Ядерный синтез
· Ионная связь
· Ионные соединения
· Ковалентная связь
· Формулы ковалентных связей
· Химические реакции
· Баланс химических реакций
· Химическое равновесие
· Скорость химических реакций
· Окислительно-восстановительные реакции
· Электрохимические элементы
· Что такое моль
· Кислоты и основания
· Сильные кислоты и основания
· Слабые кислоты и основания
· Кислотно-основные реакции
· Индикаторы
· Водородный показатель pH
Органическая химия

Онлайн тесты по ЕГЭ

Слабые кислоты и основания


Слабыми кислотами называются кислоты, которые диссоциируют не полностью (в отличие от сильных кислот), т.е. частично.

Ниже представлена реакция взаимодействия уксусной кислоты с водой:

CH3COOH+H2O ↔ CH3COO-+H3O+

Двусторонняя стрелка, разделяющая левую и правую части реакции, говорит о том, что она протекает одновременно в двух направлениях (система находится в равновесии), при этом, прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью (см. Химическое равновесие).

Вступая во взаимодействие с водой, уксусная кислота диссоциирует только на 5%, в то же время, 95% кислоты остается в молекулярном виде, по этой причине концентрация ионов гидроксония во много раз меньше, чем в растворе сильной кислоты.

Поскольку, слабые кислоты диссоциируют частично, то определить концентрацию ионов гидроксония в их растворах достаточно сложно. Для этого необходимо использовать выражение для константы равновесия слабой кислоты, которая характеризует диссоциацию слабого электролита, и называется константой диссоциации K.

Если в справочной таблице рядом с названием кислоты приведена ее константа диссоциации - это слабая кислота; если константы диссоциации не приведено - кислота является сильной.

В общем случае диссоциация слабой кислоты выражается в виде (HA - любая слабая кислота; [HA] - молярная концентрация слабой кислоты при установившемся равновесии):

HA+H2O ↔ A-+H3O+
K = ([A-][H3O+])/[HA]

Например, для нашего случая, константа диссоциации для уксусной кислоты равна 1,8·10-5. Надо обратить внимание, что в формуле для константы диссоциации нет концентрации воды, т.к. данная величина является константой и входит в состав выражения константы диссоциации K.

Уравнение для константы диссоциации уксусной кислоты записывается в следующем виде:

K=1,8·10-5=([H3O+][CH3COO-])/[CH3COOH]

Данная формула позволяет вычислить концентрацию ионов гидроксония.

Допустим, первоначальная концентрация уксусной кислоты в нашем примере составляет 1 моль/л (1,0 М). Известно, что только незначительная часть уксусной кислоты продиссоциировала, образовав при этом некоторое кол-во ионов гидроксония и ацетата. Поскольку уравнение реакции является сбалансированным (прямая и обратная реакции протекают с одинаковой скоростью), то на каждый ион гидроксония образуется один ион ацетата (их концентрация одинакова):

[H3O+]=[CH3COO-]=x

Для того, чтобы получить некоторое кол-во ионов гидроксония и ацетата, необходимо точно такое же кол-во продиссоциированных молекул уксусной кислоты. Поэтому, в состоянии химического равновесия концентрацию уксусной кислоты можно выразить через разность между ее первоначальной концентрацией и концентрацией продиссоциированных молекул х:

[CH3COOH]=1,0-x

В большинстве случаев концентрация х достаточно мала по сравнению с первоначальной концентрацией слабой кислоты, поэтому, ей можно пренебречь:

[CH3COOH]=1,0

Концентрацию слабой кислоты в положении равновесия в большинстве случаев можно принять равной ее первоначальной концентрации:

K=1,8·10-5=([H3O+][CH3COO-])/[CH3COOH]
K=1,8·10-5=([x][x])/[1,0]=[x]2/[1,0]
x=√(1,8·10-5[1,0])
x=0,4·10-3=[H3O+]

Все сказанное выше о слабых кислотах, справедливо и по отношению к слабым основаниям.

Слабые основания также реагируют с водой с образованием равновесной системы. Например, молекула аммиака (слабое основание) диссоциирует с водой с образованием иона аммония и гидроксильной группы:

NH3+H2O ↔ NH4++OH-

Слабые основания также характеризуются константой диссоциации К, формула для которой аналогична кислотной, но решение необходимо искать для [OH-].

В начало страницы