Kas ir disociācijas konstante?

Johanness Nikolauss Brønsteds un Tomass Martins Lovrijs definēja skābes kā protonu donorus un bāzes kā protonu akceptorus. Pievienojot ūdenim, skābs savienojums viegli jonizēsies, ziedojot pozitīvi lādētu ūdeņraža atomu vai protonu. Veidotās skābes stiprums ir saistīts ar jona stabilitāti, kas veidojas, kad tiek nodots ūdeņraža atoms.

Skābe ar vispārīgo formulu HA sadalīsies ūdenī, kā aprakstīts vienādojumā HA + H2O -> H+(aq) + A-(aq), kur H2O ir ūdens, H+ ir pozitīvi lādēts ūdeņraža jons, ko sauc arī par protonu, un A- ir negatīvais jons, kas veidojas, kad protons tiek ziedots. Skābes disociācijas konstante Ka ir vienāda ar [H+][A-]/[HA], kur kvadrātiekavās apzīmē attiecīgo savienojumu vai jonu koncentrācijas. Spēcīgas skābes dod priekšroku šī vienādojuma labajā pusē, un vājās skābes, piemēram, etiķskābe, tikai nedaudz sadalīsies, kas nozīmē, ka tās dod priekšroku vienādojuma kreisajai pusei.

Pievienojot ūdenim, hlorūdeņradis viegli sadalās, veidojot sālsskābi. Sālsskābes Ka vērtība ir no 106 moliem litrā līdz 107 moliem litrā. Tas nozīmē, ka sālsskābē disociēto jonu būs par simtiem tūkstošu vairāk nekā nedisociētu molekulu. Ūdeņraža jonu koncentrācijas mērīšana šķīdumā ir vēl viena skābes stiprības noteikšanas metode. To sauc par potenci ūdeņradi (pH), un to iegūst ar vienādojumu pH=-log10[H+]. Stipri skābiem šķīdumiem ar augstu H+ koncentrāciju ir zems pH līmenis.

Ūdenim ir arī skābas īpašības, lai gan daudz mazāk nekā sālsskābei vai pat etiķskābei. Šķīduma elektrovadītspēja ir atkarīga no jonu klātbūtnes šajā šķīdumā, tāpēc skābes stiprumu var noteikt, mērot tās vadītspēju, izmantojot elektrodus. No tā izriet, ka pilnīgi tīram, destilētam ūdenim ir jābūt nevadošam, taču tas tā nav. Tas ir tāpēc, ka ūdens pašiznīcināsies, veidojot ūdeņraža un hidroksīda jonus. Šī disociācija ir ļoti vāja, un to sauc par ūdens jonu produktu KW.

Pastāv analoga attiecību konstante, lai aprakstītu bāzu stiprumu. Vispārēja bāze B izraisīs ūdens disociāciju, veidojot BH+ un OH- hidroksīda jonus. Šīs bāzes stiprumu nosaka bāzes disociācijas konstante Kb, kas ir vienāda ar [BH+][OH-]/[B]. Bāzes stiprums ir atkarīgs no BH+ jona stabilitātes. Nātrija hidroksīds vai kālija hidroksīds veido ļoti stabilas bāzes, un tāpēc tiem ir augstas Kb vērtības.