Šibka kislina

Primeri šibkih kislin

Kaj je šibka kislina?

Šibka kislina je tista, ki ima v vodni raztopini malo sposobnosti za disociiranje v vodiku (H⁺) in v ustrezni konjugirani bazi. Za razliko od močnih kislin, katerih disociacija je popolna (100%) in praktično nepopravljiva, šibke kisline komaj disociirane in reverzibilne.

Zato šibka kislina ustvari manj hones h⁺ V vodi, kar bi bilo pričakovati. Med najbolj reprezentativnimi šibkimi kislinami imamo ocetno kislino, glavno sestavino kisa, ki je približno v 0.5 % v normalnih pogojih.

To pomeni, da je največji delež raztopine ocetne kisline v vodi, kot je 5%kuhalni kis₃Cooh); Medtem ko je majhen del najdemo kot konjugacijsko bazo (izberite₃COO^-), ki jih spremljajo H ioni⁺, ali bolj pravilno, h ioni₃Tudi⁺.

Potem, ker je količina vodika, ki jo sprošča šibka kislina v vodni raztopini, nizka, je pH, ki ga proizvajajo. Na primer, kis ima pH 2.5, pomarančni sok pH 3.3. 4.2 in 2 limonini sok 2.

Ti pH, čeprav so kisli, so višji od pH, ki proizvajajo raztopino močne kisline (HCl, H₂SW₄, itd.) da lahko dosežejo vrednost 1 ali manj (negativne pH vrednosti).

Značilnosti šibkih kislin

pH vaših rešitev

Šibke kisline imajo običajno pH med 2.0 in manj kot 7.0, zato barvo papirja Pannasol obrnejo v rdečo. Te pH vrednosti so veliko višje od pH vrednosti, ki jih proizvajajo močne kisline, čeprav obstajajo izjeme.

Na primer, 1 mm raztopina klorovodikove kisline (močna kislina) ima pH 3.0, medtem ko 1 mM raztopina fluorhorične kisline ("šibka" kislina) ima pH 3.2, ki je blizu močne kisline.

Delna ionizacija

Šibke kisline v raztopini so ionizirane malo ali delno v vodi, ki disocirajo v konjugirani bazi kisline in vodikovega iona. Nato se večinoma loči šibka kislina v vodni raztopini z majhnim disociiranim deležem.

Vam lahko služi: uravnoteženje kemijskih enačb

Ko je količina vodika, ki jo sprošča šibka kislina v vodi, nizka, je pH, ki ga proizvaja ta kislina.

Reverzibilna ionizacija

Ionizacija šibke kisline je običajno shematizirana na naslednji način:

Ima ⇌ a^-    +     H₃Tudi^-

Kje je šibka kislina^- njegova konjugirana baza in h₃Tudi⁺ hidronijev kation, ki je pot v h⁺ Obstaja ali se manifestira v vodi. Koncentracija (ali aktivnost) h₃Tudi⁺ Uporablja se namesto H⁺ Za določitev raztopine raztopine.

Stopnja ionizacije

Nekatere kisline so šibkejše od drugih, kar je enako, da so manj ionizirane. Zato nam stopnja ionizacije omogoča, da v določenih pogojih pogledamo, kako kisla je kislina.

Za izražanje stopnje ionizacije je bilo uvedenih več parametrov, kot sta ionizacijska ali kislonska konstanta (KA) in PKA: način izražanja KA v preprostem številu, ki izpušča uporabo števila, izražene v negativnih moči (10 ), kot obstaja v KA.

Konstante KA in PKA se uporabljajo predvsem za šibke kisline.

Ka = [a^-] [H⁺] / [Ha]

Oklepaji, ki so prisotni v formuli, predstavljajo koncentracije.

pKA = - dnevnik ka

Vrednost PKA šibke kisline se običajno giblje med 2 in 12. Vendar obstajajo izjeme. Na primer: in in odagična kislina (HIO₃) ima PKA 0.77, ki velja za razmeroma majhno vrednost, vendar brez negativnega, za šibko kislino v strogih smislu.

Stabilnost konjugata

Šibke kisline imajo močno vez s kislim vodikovim atomom (H^δ+-X^δ-), zato imajo nizko stopnjo disociacije vodika. Posledica tega je, da ima konjugirana baza šibke kisline veliko avidnost z vodikom, saj je močna konjugirana baza.

Vam lahko služi: koloid

To pomeni, da je konjugirana osnova šibke kisline zelo nestabilna, ker sprejema h⁺ vrnil zelo enostavno. Bolj nestabilna ta konjugirana baza, šibkejša bo kislina.

Nizka ionska prevodnost

Ker so malo ionizirane, šibke kisline slabi električni prevodniki, za razliko od močnih kislin, ki so dobri električni prevodniki.

Prisotnost v naravi

Šibke kisline so v naravi široko razporejene, na primer so v citrusih (limona, grenivka, pomaranča itd.).

Prisotni so tudi v številnih procesih, ki se pojavljajo pri vseh živih bitjih. Nekatere od teh bioloških šibkih kislin so piruvične, mlečne, citronske, fumarične, sukcinične, glutamične itd., in celo oksigenirani hemoglobin sprošča vodive, zato se obnaša kot šibka kislina.

Nato je mogoče sklepati, da človek živi v stalnem stiku s šibkimi kislinami.

Kako izračunati pH šibke kisline?

PH šibke kisline lahko izračunamo z uporabo kisline konstante (KA) ali z uporabo enačbe Henderson-Haselbalch. V prvem primeru bo uporabljen KA.

S konstanto kislosti

Izračunajte pH raztopine 0.5 m benzojske kisline (c₆H₅COOH), ki ima ionizacijsko konstanto (ka) = 1.8 x 10^-5

C₆H₅COOH ⇌ c₆H₅COO^-   +             H⁺  (1)

Če se količina kisline, ki se disociira, imenuje x, potem 0.5 M-X bo koncentracija šibke kisline, ki se ne disocinira v ravnotežju, koncentracija konjugatne baze benzojske kisline in koncentracije vodikovih ionov.

Enačba (1) je lahko predstavljena na naslednji način:

0.5 m-x ⇌ x +x

Šibke kisline so ionizirane v zelo nizek delež, zato koncentracija benzojske kisline v ravnovesju (0.5 m-x), lahko domnevamo kot 0.5 m, saj 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

Zato [h⁺] je enak 3 x 10^-3 M. Nato rešimo z izračunom pH:

Lahko vam služi: Mohr metoda: osnove, reakcije, postopek, uporabe

pH = - dnevnik [h⁺]

= - dnevnik [3 x 10^-3]

pH = 2.52

Upoštevajte, da je pH razmeroma kisel, saj se nahaja pod 3 ali 4.

Z enačbo Henderson-Haselbalch

Henderson-Haselbalch enačba se uporablja za izračun pH puferske raztopine:

pH = pKA + log [konjugirana baza] / [kislina]

Primer:

Natrijevi hidroksid (NaOH) se doda v raztopino ocetne kisline, ki daje končno koncentracijo ocetne kisline (CH₃COOH) 1.11 x 10^-2 mol/l in konjugirana koncentracija baze (izberite₃COO^-) od 0.44 x 10^-2 mol/l. Če je ocetna kislina PKA 4.75 Izračunajte pH raztopine.

pH = 4.75 +dnevnik [a^-] / [Ha]

pH = 4.75 +dnevnik (0.44 x 10^-2 / 1.11 x 10^-2)

= 4.75+ dnevnik 0.396

= 4.348

Primeri šibkih kislin

Spodaj bo navedenih več šibkih kislin, ki jih spremljajo njihove vrednosti PKA:

• Pogl₃COOH (ocetna kislina), PKA 4.75
• HCOOH (mravljična kislina), PKA 3.74
• C₆H₅COOH (benzojska kislina), PKA 5.59
• Pogl₂CLCOOH (kloroocetna kislina), PKA 2.85
• HCN (cianhidrična kislina), PKA 9.31
• Hf.17
• C₂H₅COOH (propionska kislina), PKA 4.89
• Hno₂ (Dušikova kislina), PKA 3.35
• H₂S (sulfidna kislina), PKA₁ 6.0 in PKA₂ 12.92
• CCL₃COOH (trikloroocetna kislina), PKA 0.52
• H₂Co₃ (ogljikova kislina), PKA₁ 6.37 in PKA₂ 10.22
• H₃Po₄ (fosforna kislina), PKA₁ 2.12, PKA₂ 4.21 in PKA₃ enajst.0
• C₆H₅SW₃H (benzefonska kislina), PKA 0.70
• Hio₃ (Yodijeva kislina), PKA 0.77
• Hclo₂ (Kloro kislina), PKA 2.0
• Pogl₃Pogl₂(OH) COOH (mlečna kislina), PKA 3.08

Šibke kisline s terapevtsko uporabo

• Salicilna kislina, PKA 3.00
• Acetilsalicilna kislina, 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

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). Cengage učenje.
2. Morris, J. G. (1974). Fizikalnokemija za biologe. (2. izd.). Sem se obrnil.
3. Čelada, Anne Marie, ph.D. (29. avgust 2020). Šibka kislinska definicija in primer v kemiji. Okreval od: Thoughtco.com
4. Ophardt c., & McCarthy l. (15. avgust 2020). Kislina in osnovna trdnost. Kemija librettexts. Okrevano od: kem.Librettexts.org
5. Clark Jim. (2013). Močna in šibka kislina. Okrevano od: Chemguide.co.Združeno kraljestvo
6. Lumen učenje. (s.F.). Kemija za ne-majore: izračun pH šibkih kislinskih in osnovnih raztopin. Obnovi se od: tečajev.Lumenarning.com