Γιατί τα PKAs πολύ ισχυρών και ασθενών οξέων δεν μπορούν να μετρηθούν στο νερό;
Ισχυρά οξέα:
* Πλήρης διάσταση: Τα ισχυρά οξέα, όπως το HCl ή το HNO3, διαχωρίζονται εντελώς στο νερό, που σημαίνει ότι δίνουν το πρωτόνιο τους (Η+) σχεδόν 100%. Αυτό αφήνει μια πολύ χαμηλή συγκέντρωση μη κινητοποιημένου οξέος σε διάλυμα.
* Περιορισμένη ισορροπία: Δεδομένου ότι η διάσταση είναι ουσιαστικά πλήρης, η σταθερά ισορροπίας (KA) για την αντίδραση είναι εξαιρετικά μεγάλη. Το PKA είναι το αρνητικό ημερολόγιο του ΚΑ, οπότε η τιμή PKA για ισχυρά οξέα θα ήταν εξαιρετικά αρνητικό (κοντά στο μηδέν ή ακόμα και αρνητικό).
* Πρακτικοί περιορισμοί: Η μέτρηση μιας τέτοιας μικρής συγκέντρωσης μη κινητοποιημένου οξέος παρουσία υψηλής συγκέντρωσης ιόντων Η+ είναι πέρα από τις δυνατότητες των περισσότερων πειραματικών τεχνικών.
αδύναμα οξέα:
* Πολύ μικρή διάσπαση: Τα αδύναμα οξέα, όπως το οξικό οξύ (CH3COOH), μόνο εν μέρει διαχωρίζονται στο νερό. Αυτό σημαίνει ότι η συγκέντρωση ιόντων Η+ είναι πολύ χαμηλή.
* δύσκολη μέτρηση: Η μικρή συγκέντρωση ιόντων Η+ καθιστά πρόκληση να μετρηθεί με ακρίβεια το ΚΑ, ειδικά για πολύ αδύναμα οξέα.
* ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ: Το ίδιο το νερό έχει ένα μικρό βαθμό αυτοεγινήσεων (H2O -> H++ OH-), το οποίο μπορεί να συμβάλει στη συνολική συγκέντρωση Η+ σε διάλυμα. Αυτό μπορεί να παρεμβαίνει στην ακριβή μέτρηση του ΚΑ για πολύ αδύναμα οξέα.
Πώς χειριζόμαστε αυτές τις περιπτώσεις:
* Ισχυρά οξέα: Υποθέτουμε συχνά ότι διαχωρίζουν πλήρως και χρησιμοποιούν τη γνωστή συγκέντρωση του οξέος για να υπολογίσουν απευθείας τη συγκέντρωση Η+, χωρίς να χρειάζονται τιμή ΡΚΑ.
* αδύναμα οξέα: Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε εναλλακτικές μεθόδους όπως:
* Μη υδατικοί διαλύτες: Η χρήση διαλυτών εκτός από το νερό μπορεί να μετατοπίσει την ισορροπία και να καταστήσει τη διάσπαση πιο σημαντική, επιτρέποντας τη μέτρηση.
* Φασματοσκοπικές τεχνικές: Τεχνικές όπως η φασματοσκοπία NMR ή UV-VIS μπορούν να παρέχουν πληροφορίες για τη διαδικασία διάστασης και να επιτρέψουν έμμεσους υπολογισμούς του ΚΑ.
Key Takeaway:
Η ακραία φύση των ισχυρών και πολύ αδύναμων οξέων καθιστά τις τιμές PKA δύσκολα να μετρηθούν με ακρίβεια στο νερό. Χρησιμοποιούμε άλλες μεθόδους και υποθέσεις για την αντιμετώπιση αυτών των περιπτώσεων σε πρακτικές καταστάσεις.
