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

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Връзка между Ka и Kb

Отношение между Ka на слаба киселина и Kb на нейната спрегната основа. Уравнения за превръщане между Ka и Kb и превръщане между pKa и pKb. 

Основни идеи

За спрегнати двойки киселина-основа, киселинната дисоциационна константа Ka и основната йонизационна константа Kb са свързани чрез следните уравнения:
  • KaKb=Kw
    където Kw е автойонизационната константа
  • pKa+pKb=14  at 25C

Въведение: Обратимост на йонизацията на слаби киселини и основи

Слабите киселини, на кратко HA, отдават H+ (или протон) на водата, за да образуват спрегната основа A и H3O+:
HA+H2OH3O++A
  киселина          основа            киселина              основа
По подобен начин основа (съкратено B) ще приеме протон във вода, за да образува спрегната киселина, HB+, и OH:
B(aq)+H2O(l)HB+(aq)+OH(aq)
  основа         киселина          киселина          основа
За слаба киселина или основа равновесната константа за реакцията на йонизация определя количествено относителните количества на всяко съединение. В тази статия ще обсъдим връзката между равновесните константи Ka и Kb за спрегната двойка киселина-основа.
Воден разтвор на флуороводородна киселина, слаба киселина, съдържа недисоциирани молекули HF, които са в равновесие с протоните и флуоридните йони.
Забележка: Всички разтвори в тази статия се приемат за водни разтвори.

Намиране на Ka за HA, реагираща като киселина

Да разгледаме по-отблизо реакцията на дисоциация на еднопротонна слаба киселина HA:
HA+H2OH3O++A
Продуктите на тази обратима реакция са A, спрегната основа на HAи H3O+. Можем да запишем следното уравнение за равновесната константа Ka:
Ka=[H3O+][A][HA]

Намиране на Kb за A, действащо като основа

Тъй като A е основа, можем да напишем и обратната реакция за A, действаща като основа, приемаща един протон от водата:
A(aq)+H2O(l)HA(aq)+OH(aq)
Продуктите на тази реакция са HA и OH. Можем да запишем равновесната константа Kb за реакцията, в която A действа като основа:
Kb=[HA][OH][A]
Макар че изглежда като обратното на HA, действащо като киселина, това всъщност са съвсем различни реакции. Когато HA действа като киселина, един от продуктите е H3O+. Когато спрегнатата основа A действа като основа, един от продуктите е OH.

Връзка между Ka и Kb за спрегнати двойки киселина-основа

Ако умножим Ka на HA с Kb на спрегната основа A, получаваме:
KaKb=([H3O+][A][HA])([HA][OH][A])=[H3O+][OH]=Kw
Където Kw е дисоциационна константа на водата. Тази връзка е много полезна за връзката между Ka и Kb за спрегната двойка киселина-основа!! Можем да използваме и стойността на Kw при 25C, за да получим други полезни уравнения:
KaKb=Kw=1,01014 при 25C(Eq. 1)
Ако вземем отрицателен log10 от двете страни на Eq. 1, получаваме:
pKa+pKb=14  at 25C(Eq. 2)
Можем да използваме тези уравнения, за да определим Kb (или pKb) на слаба основа при дадено Ka на спрегнатата киселина. Можем също така да изчислим Ka (или pKa) на слаба киселина по дадено Kb на спрегнатата основа.
Важно е да се запомни, че тези уравнения са в сила само при спрегнати киселинно-основни двойки. За бърз преговор как се разпознават спрегнатите киселинно-основни двойки, гледай видеото относно спрегнатите киселинно-основни двойки.
Проверка на концепцията: Коя от следните стойности можем да изчислим, ако знаем Kb на NH3 при 25C?
Избери един отговор:

Пример: Намиране на Kb на слаба основа

pKa на флуороводородната киселина (HF) е 3,36 при 25C.
Колко е Kb на флуорид, F(aq)?
Да решим задачата стъпка по стъпка.

Стъпка 1: Увери се, че имаме спрегната двойка киселина-основа

Можем да проверим връзката между спрегната двойка киселина-основа като напишем реакцията на дисоциация на HF:
HF(aq)+H2O(l)F(aq)+H3O+(aq)
Виждаме, че HF отдава своя протон за образуването на H3O+ и F. Следователно F е спрегнатата основа на HF. Това означава, че можем да използваме pKa на HF, за да намерим pKb на F. Ура!

Стъпка 2: Използвай Eq. 2, за да намериш pKb от pKa

Разместваме Eq. 2, за да решим за pKb, получаваме:
pKb=14,00pKa
Заместваме с познатото pKa за HF, и получаваме:
pKb=14,00(3,36)=10,64
Следователно pKb за F е 10,64.

Стъпка 3: Изчисли Kb от pKb

Накрая можем да превърнем pKb в Kb като използваме следното уравнение:
pKb=log(Kb)
Решаваме уравнението за Kb и получаваме:
Kb=10pKb
Заместваме с известната стойност на pKb и след като решим, получаваме:
Kb=10(10,64)=2,31011
Следователно Kb на F е 2,31011.

Резюме

За спрегнати двойки киселина-основа, киселинната дисоциационна константа Ka и основната йонизационна константа Kb са свързани чрез следните уравнения:
  • Kw=KaKb
  • pKa+pKb=14  at 25C

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.