Μπορούν οι σταθερές διάστασης οξέος για αδύναμα οξέα να υπολογιστούν από πειραματικά δεδομένα;
1. Διεξάγετε ένα πείραμα για τη μέτρηση των συγκεντρώσεων ισορροπίας:
* τιτλοδότηση: Μία κοινή μέθοδος είναι να τιτλοφορούν μια γνωστή συγκέντρωση του ασθενούς οξέος με ισχυρή βάση (όπως NaOH). Παρακολουθώντας την αλλαγή του ρΗ κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης, μπορείτε να προσδιορίσετε το σημείο ισοδυναμίας και να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του οξέος και τη συζευγμένη βάση του σε διάφορα σημεία της τιτλοδότησης.
* φασματοφωτομετρία: Εάν το οξύ ή η συζευγμένη βάση του έχει διακριτικό χρώμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε φασματοφωτομετρία για να μετρήσετε τις συγκεντρώσεις τους σε ισορροπία.
2. Προσδιορίστε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας:
* Χρησιμοποιήστε τα δεδομένα από το πείραμά σας για να προσδιορίσετε τις συγκεντρώσεις του οξέος (ΗΑ), της βάσης συζευγμένων (Α-) και των ιόντων υδρογόνου (Η+) σε ισορροπία.
3. Εφαρμόστε το νόμο της μαζικής δράσης:
* Γράψτε την έκφραση ισορροπίας για τη διάσπαση του ασθενούς οξέος:
`` `
Ha (aq) <=> h + (aq) + a- (aq)
`` `
* Η σταθερά διάστασης οξέος (ΚΑ) ορίζεται ως:
`` `
Ka =[h+] [a-] / [ha]
`` `
4. Υπολογίστε το KA:
* Αντικαταστήστε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας που καθορίσατε στο βήμα 2 στην έκφραση ΚΑ.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι τιτλοδότησε ένα διάλυμα 0,1 Μ οξικού οξέος (CH3COOH) με NaOH και καθορίζει τις ακόλουθες συγκεντρώσεις ισορροπίας σε ένα συγκεκριμένο σημείο της τιτλοδότησης:
* [CH3COOH] =0,05 m
* [CH3COO-] =0,05 m
* [H+] =1,8 x 10^-5 m
Τώρα, υπολογίστε το KA:
* Ka =(1,8 x 10^-5 m) (0,05 m) / (0,05 m) =1,8 x 10^-5
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Η ακρίβεια του υπολογισμένου KA εξαρτάται από την ακρίβεια των πειραματικών μετρήσεων.
* Η θερμοκρασία στην οποία διεξάγεται το πείραμα πρέπει να ελέγχεται, καθώς οι τιμές ΚΑ εξαρτώνται από τη θερμοκρασία.
* Ορισμένα αδύναμα οξέα μπορεί να έχουν πολλαπλά βήματα διάστασης, απαιτώντας πολλαπλές τιμές ΚΑ.
Συνοπτικά, μπορείτε να υπολογίσετε τη σταθερά διάστασης οξέος (ΚΑ) για τα αδύναμα οξέα με τη διεξαγωγή ενός πειράματος για να προσδιορίσετε τις συγκεντρώσεις ισορροπίας του οξέος, τη συζευγμένη βάση του και τα ιόντα υδρογόνου και στη συνέχεια την εφαρμογή του νόμου της δράσης μάζας για τον υπολογισμό της τιμής ΚΑ.
