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
Текущ час:0:00Обща продължителност:14:33

Видео транскрипция

САЛ: В последното видео учихме, че ако имаме някаква слаба киселина, Н плюс останалата част от някаква молекула... Нека я наречем просто А. И мисля, че това е стандартното означение за киселинния остатък. Тя може да се дисоциира и е в равновесие, защото е слаба киселина. Тя е в равновесие с... понеже е слаба киселина, ще отдели някакви водородни йони. А останалата част от молекулата ще запази електроните. Значи това ще бъде плюс... и всичко това е във воден разтвор. Нека да го запиша. Воден разтвор. И след това имаме останалата част от молекулата, каквато и да е тя. Минус, и това също е във воден разтвор . И това е общият модел. Разглеждали сме случай, в който А е NH3, нали? Ако А е NH3, тогава имаме това и се получава NH4 плюс, и това е амоняк. Това А е просто NH3. А може да е флуорна молекула, защото това може да е флуороводород или флуороводородна киселина. И това ще бъде просто отрицателен флуорен йон. Или флуор, който има един допълнителен електрон. Може да бъде много неща. Можеш да сложиш тук какво ли не, и то ще свърши работа. Особено за слабите киселини. В предното видео учихме, че ако това е киселината, това е спрегнатата ѝ основа. Можем да запишем тези реакции като една принципно по-основна реакция. Можем да кажем, че ако започнем с А–... във воден разтвор, това е в равновесие с... Това нещо може да грабне един водород от околната вода и да стане неутрално. Все още във воден разтвор. И после една от тези водни молекули, от която е взет водород, ще се превърне в хидроксиден йон. Нали? Заради нейния водород. Запомни, винаги, когато казвам, че отнемам водород, това е просто протон, не и електронът на водорода. Значи електронът остава при водната молекула и тя става с отрицателен заряд. Това е във воден разтвор. Можем да запишем тази реакция и в двете посоки. И можем да запишем равновесни константи и за двете реакции. Нека го направим. Нека да изтрия това тук, за да използвам мястото. Значи имаме равновесна константа за първата. Мога да я нарека Ка, защото е равновесна реакция за киселина. И това ще бъде равно на продуктите. Значи концентрацията на водорода по концентрацията на спрегнатата основа, която и да е тя, делено на концентрацията на изходната киселина. Нашата слаба киселина. Значи това е концентрацията на НА. Добре. Мога да запиша равновесна константа и за тази основна реакция. Нека да го направя тук долу. Ще я нарека Кb. Това е равновесието за основата. Тя също е равна на концентрацията на продуктите. Става досадно да сменям цветовете. Но ще продължа. Защото е по-лесно да виждам, поне за мен. НА по концентрацията на хидроксидните йони, делено на концентрацията на слабата основа. Знак минус. Запомни, че това е вярно само за слаби основи или киселини. Ако имаме силна киселина или силна основа, няма да има равновесна реакция. Ще протича само в едната посока. И когато протича само в едната посока, тогава няма смисъл да пишем равновесна реакция... или равновесна константа... защото процесът не е равновесен, а протича в една посока. Ако А е хлор, ако това беше солна киселина, нямам тази обратна стрелка. Тогава ще кажеш, че ако имаш един мол от това, и добавиш един мол от водородни йони в разтвора, а след това и хлорни аниони, те няма да направят нищо. Независимо, че са спрегната основа, няма да се случи нищо. Така че това важи само за слаби киселини и основи. След като обясних това, нека сега да намерим връзката между Ка и Кb. Какво имаме тук? Имаме А– и от двете страни. Имаме Н върху... ОН върху А–. Нека да намерим А–. Нали? Ако умножим двете страни на равенството по ОН върху Н+, отляво получаваме Ка по реципрочното на това. Значи имаш НА върху Н+ е равно на концентрацията на спрегнатата основа. А–. Да направим същото и тук. Да изразим А–. За да намерим А–, ще имаме две стъпки. Ако взема реципрочното и на двете страни, получавам 1/Кb е равно на А– върху НА, концентрацията на спрегнатата киселина, по концентрацията на ОН–. Умножавам двете страни по това. И получавам А– е равно на концентрацията на спрегнатата киселина по концентрацията на ОН–. Всичко това върху равновесната константа за основата Кb. Това е един и същ процес. Нали? Във всяка реакция, при дадени концентрации, ще получа еднакви концентрации. Това ще бъде равно на това. Нали? Това са два различни начина да запишем една и съща реакция. Затова ще ги направим равни едно на друго. Нека да копирам и да поставя тук. Казвам, че това, което копирам, е равно на ето това тук. Значи това е равно на... нека да копирам и да поставя... е равно на това. Нека да видим дали можем да намерим връзка между Ка и Кb. Можем да разделим двете страни на НА. Нали? Значи делим двете страни на НА. Всъщност можех да го направя и по-рано на целия израз. Ако сега игнорираме тази част, това е равно на това. Нека да изтрия това тук. О-о! Използвам грешния инструмент. Можем да кажем, че двете са равни на концентрацията на А–. Значи това е равно на това. Делим двете страни на НА. Това тук ще се съкрати с това тук. И ние сме много близко до една ясна взаимовръзка. Получаваме Ка върху концентрацията на Н+, е равно на концентрацията на ОН– върху Кb. Можем да умножим тук на кръст. И получаваме Ка, равновесната константа за киселината, по Кb е равно на концентрацията на Н+ по концентрацията на ОН–. Запомни, че всичко това става във воден разтвор. Какво знаем за това? Какво знаем за произведението на концентрациите на Н+ и ОН– във воден разтвор? Нека да си го припомним, за да съм сигурен, че го помниш правилно. Имаме Н2О. Тя може да се автойонизира до Н+ и ОН–. И това е в равновесие. Kw. Просто слагаш продуктите. Значи концентрацията на водородните йони по концентрацията на хидроксидните йони. И не го делиш, защото водата е разтворител. Вече намерихме какво е това. Ако имаме напълно неутрална вода, това е 10^(–7) И това е 10^(–7). Значи това е равно на 10^(–14). Сега, тези две неща могат да се променят. Може да добавя повече Н+, може да добавя повече ОН–. Всичко, за което говорихме досега, е именно това. Това правят киселините и основите. Те увеличават или се опитват да увеличат това. Но понеже това е равновесна константа, това означава, че няма значение какво правим с това. Накрая ще има ново равновесие на Н+. И това винаги ще е константа. Докато сме във водна среда, воден разтвор, в който водата е разтворител при 25 градуса. Значи, когато е чиста вода, това е 10^(–7). Но независимо какво правим с това и това във воден разтвор, произведението винаги ще бъде 10^(–14). Значи това е отговорът на въпроса. Това винаги ще бъде 10^(–14). Ако умножим концентрациите на Н+ и ОН–. Те вече няма да са 10^(–7), защото имаме слаба киселина или основа. Тези ще се променят. Но когато ги умножим, отново ще получим 10^(–14). И нека да вземем отрицателен десетичен логаритъм от двете страни. Нека да изтрия всичко това. Трябва ми това място. Нека да вземем отрицателен логаритъм от двете страни на равенството. Получаваме... ще използвам друг цвят... разбира се, при основа 10, от Ка. Ще го направя с различни цветове. Ка по Kb ще бъде равно на – log от 10^(–14). На какво е равно това? log от 10^(–14) е –14, защото 10 на степен –14 е равно на 10^(–14) И ако сменим знака, става 14. Значи дясната страна на равенството е 14. И тук можем да използваме свойствата на логаритмите. Това е равно на –logКа. Нека да са правилните цветове. плюс –log Kb. И сега вече се досещаш, че това... това е рКа и това е рКb. Може да кажеш, че това е рКа плюс рКb. Исках да използвам синьо. Плюс рКb, и цялото това е равно на 14. Защо това е полезно? Защото, ако знаеш рКа на една слаба киселина... Нека да имаме NH4+. Това е слаба киселина, нали? Тя може да отдаде Н+, но това е обратим процес. Това Н+ може да си го вземе обратно. Затова е слаба киселина. И ако погледнеш в Уикипедия, там се казва, че pKa на NH4 е равно на 9,25. Нали? Значи това е 9,25 за NH4. За амония. Колко ще бъде тогава pKb за амоняка? Нека да запиша реакцията. Това е NH4. И е в равновесие. Това е плюс. Той може да се освободи от един Н+ и остава само амоняк. Това е киселинна реакция. Значи тук имаме рКа. И равновесната константа за тази реакция е... отрицателния десетичен логаритъм от равновесната константа е 9,25. И ако имаме обратната реакция, със спрегнатата основа, амонякът се превръща в амоний. Той грабва този Н+ от някоя водна молекула. И за да намерим pKb, равновесната константа за този процес, или отрицателен десетичен логаритъм от равновесната константа, за тази реакция, колко е това? Тази тук е 9,25. И 9,25 плюс pKb трябва да е равно на 14. Колко е 14 минус 9,25? Това е 4,75. Веднага намерихме равновесната константа за реакцията на спрегнатата основа. Това е полезно нещо. Това, че рКа плюс pKb е равно на 14. И запомни, че винаги, когато видиш тези рКа и pKb, това какво означава? Ако видиш р, това означава отрицателен десетичен логаритъм от нещо. В този случай, това е отрицателен десетичен логаритъм от равновесната константа за една киселинна реакция. Плюс отрицателния десетичен логаритъм от равновесната константа за основната реакция, където това е спрегнатата основа на тази киселина. Този сбор винаги е 14, ако имаме воден разтвор при 25 градуса по Целзий, което е стайна температура, което е обичайният случай.