Как найти рка кислоты - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Ка
– константа кислотности. Для количественной
характеристики кислотных свойств
используется величина рКа = -lgKa.
Чем меньше рКа, тем больше кислотность
по Бренстеду.

21. Дать определения кислоты и основания по теории Бренстеда.

Кислота-
вещество, способное в растворах отдавать
протон, т.е донор протонов, а основание
– вещество, способное присоединять
протон, т.е акцептор протонов.

22. От каких факторов зависит сила кислот? Перечислите их.

Сила
кислоты определяется стабильностью
образующегося аниона. Чем стабильнее
анион, тем сильнее кислота. Стабильность
аниона зависит от делокализации
(распределения) «отрицательного» заряда
по всей частице (аниону). Стабильность
аниона зависит от:

Природы
атома в кислотном центре
(электроотрицательности и поляризуемости
элемента)
Характера
связанного с кислотным центром
органического радикала электроноакцепторного
или электронодонорного
Сольватационных
эффектов

23. Как зависит кислотность от природы атома в кислотном центре? Как она изменяется в группах, периодах? Почему?

Под
природой гетероатома понимают его
электроотрицательность (Э.О.) и
поляризуемость. Чем больше ЭО тем легче
осуществляется гетеролитический разрыв
в молекуле. В периодах слева направо с
ростом заряда ядра растет ЭО, т.е.
способность элементов удерживать
отрицательный заряд. В результате
смещения электронной плотности связь
между атомами поляризуется. Чем больше
электронов и чем больше радиус атома,
тем дальше электроны внешнего
энергетического уровня расположены от
ядра, тем выше поляризуемость и выше
кислотность.

24. Охарактеризуйте влияние донорных и акцепторных заместителей на силу кислоты и оснований.

Электроноакцепторые
заместители способствуют делокализации
отрицательного заряда, стабилизируют
анион и увеличививают кислотность.
Электронодонорные заместители, наоборот,
препятствуют делокализации отрицательного
заряда и понижают кислотность.
Электронодонорные заместители повышают
основные свойства, т.к увеличивают
электронную плотность на атоме основного
центра, а электроноакцепторные –
понижают электронную плотность и
выраженность основных свойств.

25.
Как зависит кислотность от природы
растворителя?

Растворители
оказывают сильное влияние на стабилизацию
образующегося аниона (эффект сольватации).
Лучше гидратируются небольшие по размеру
ионы с низкой степенью делокализации
заряда. Например, в ряду карбоновых
кислот с увеличением длины алифатического
(гидрофобного) радикала кислотность
уменьшается.

33.Почему
реакция натрия со спиртом идет медленнее,
чем с водой?

Нужно
отметить, что реакция между спиртом и
натрием протекает не так энергично, как
реакция натрия с водой. Еще медленнее
действуют на спирт другие металлы,
сравнительно легко вытесняющие водород
из воды, как, например, кальций. Таким
образом, кислотные свойства у спирта
выражены слабее, чем у воды.

34.
почему вода разлагает этилат натрия?

СН3-СН2-О(-)
+ Н-О-Н ——> СН3-СН2-О-H + Н-О(-).

Реакция
свелась к тому, что этилат-анион «оторвал»
протон от молекулы воды.

Можно
трактовать и иначе: будучи более сильной
кислотой, чем этанол, вода передает свой
протон этилат-аниону, при этом сама
превращается в гидроксид-анион.

Таким
образом, это самая обычная кислотно-основная
реакция: более сильная кислота (вода)
вытесняет более слабую кислоту (этанол)
из ее соли (этилат натрия можно и нужно
рассматривать как соль).

35.
Основность диэтиламина и анилина

Диэтиламин.
Анилин

(C2H5)2NH.

Из-за
наличия в молекулах неподеленной пары
электронов амины, как и аммиак, проявляют
основные свойства. В ряду

анилин
аммиак первичный амин вторичный амин

основные
свойства усиливаются, из-за влияния
типа и числа радикалов.

Следовательно
диэтиламин более сильное основание,чем
анилин.

36
общая характеристика реакционной
способности гетерофунсоединений.
Кислотно-основная свойства.

Вещества
природного происхождения часто
представлены гетерофункциональными
соединениями, поскольку они включают
сочетание различных функциональных
групп — карбоксильной, гидроксильной,
карбонильной, аминогруппы и др. Не
исключено, что при этом в молекуле может
быть и несколько одинаковых функциональных
групп.

В
первом приближении химические свойства
гетерофункциональных соединений
представляют собой сумму свойств,
обусловленных каждой группой в
отдельности. Однако во многих случаях
наличие двух (или более) различных
функциональных групп приводит к усилению
или ослаблению свойств, присущих
монофункциональным соединениям, и, что
важнее, порождает специфические
химические свойства, присущие только
гетерофункциональным соединениям.
Кислотность гидроксикислот выше, чем
незамещённых карбоновых кислот. Это
обусловлено электроноакцепторным
действием гидроксильной группы
(-I-эффект), и чем ближе она к кислотному
центру, тем это влияние сильнее. Так,
pKa молочной кислоты на порядок выше, чем
пропановой кислоты (3,9 и 4,9 соответственно).

Аминокислоты
содержат одновременно кислотную (СООН)
и основную (NH2) группы. Привычное написание
формул аминокислот как соединений,

содержащих
амино- и карбоксильную группу, например
RCH(NH2)COOH, является условным и не отражает
их истинного строения. Как в кристаллическом
состоянии, так и в среде, близкой к
нейтральной, аминокислоты существуют
в виде внутренней соли — диполярного
иона, называемого также цвиттер-ионом
(от нем. Zwitter — смешанный тип).

В
сильнокислой среде в аминокислотах
полностью протонирована аминогруппа
(катионная форма) и не диссоциирована
карбоксильная группа. В сильнощелочной
среде, напротив, не протонирована
аминогруппа, а карбоксильная группа
полностью ионизирована (анионная форма)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Download Article

Ka ( ${displaystyle K_{a}}$ )—the acid dissociation constant—tells you the strength of an acid in a different and more specific way than the better-known pH. Because Ka produces extremely wide-ranging values, pKa ( ${displaystyle pK_{a}}$ )—the negative logarithm (base 10) of Ka—is often used to simplify the range of acid strength values. If all of this is twisting your brain a little, here’s some good news: it’s actually pretty easy to figure out Ka from pKa (or pKa from Ka) with a scientific calculator, or to get a decent estimate without a calculator. And we’ll show you how to do it all!

Things You Should Know

1

Use the equation ${displaystyle Ka=10^{-pKa}}$ for this conversion. pKa is defined as the negative logarithm (-log) of Ka, which means you calculate pKa with the calculation . Solving instead for Ka requires you to raise both sides of the equation by exponents of 10:^[1]
2

Enter the right side of the equation in your scientific calculator. Using a scientific calculator varies a bit by model and type (for both online and physical calculators), but the buttons are generally similar. For this article, we’ll use the online scientific calculator that appears when you Google “scientific calculator.”

Advertisement
3

1
2

Input the right side of the equation in a scientific calculator. As with our pKa to Ka conversion, we’ll assume you’re using Google search’s scientific calculator:
3

Confirm your answer. For the example ${displaystyle -log(4*10^{-4})}$ , your answer should be . So in this case .^[5]

You can get a quick estimate that may help on a multiple-choice exam. The trick is to use the “equation” ${displaystyle n*10^{-m}=(m-1).(10-n)}$ :
- Finding an estimate of pKa from Ka is easier. Say, for example, Ka equals ${displaystyle 2.33*10^{-11}}$ :
- Estimating Ka from pKa (let’s say it equals 10.63) is a bit trickier and less accurate:

1

What is Ka if pKa equals 3.14?
2

What is Ka if pKa equals 11.62?
3

What is pKa if Ka equals ${displaystyle 2.33*10^{-11}}$ ?
4

What is pKa if Ka equals ${displaystyle 6.46*10^{-5}}$ ?
5

Estimate pKa if Ka equals ${displaystyle 5.6*10^{-10}}$ .

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

Thanks for submitting a tip for review!

References

About This Article

Thanks to all authors for creating a page that has been read 6,559 times.

If you buy through links on our site, we may earn a commission.

Did this article help you?

Get all the best how-tos!

You’re all set!

Источник

В формулировке кислот и оснований Бренстеда-Лоури кислота представляет собой соединение, которое высвобождает протон в растворе, в то время как основание представляет собой соединение, которое принимает протон. Когда кислота Бренстеда растворяется в растворителе, она образует основание конъюгата, в то время как растворитель действует как основание и образует кислоту конъюгата. Разделение концентраций конъюгата кислоты и основания на концентрации исходных соединений дает константу эквивалентности K _eq, которая является мерой того, насколько сильна исходная кислота. Химики называют K _eq как значение Ka реакции, когда растворителем является вода. Это число может варьироваться на много порядков, поэтому для облегчения расчетов химики обычно используют число pKa, которое является отрицательным логарифмом значения Ka.

Ка — сила кислоты в воде

Когда генерическая кислота (HA) растворяется в воде, она отдает протон, и продукт реакции состоит из H ₃ O ⁺ и A ^—, который является сопряженным основанием реакции. В зависимости от относительных способностей HA отдавать протоны и A ^— принимать их, реакция также может протекать в противоположном направлении, пока в конечном итоге не будет достигнуто равновесие.

Химики определяют силу кислоты (Ka) путем измерения концентраций HA, H ₃ 0 ⁺ и A ^— в равновесном состоянии и деления концентраций продуктов на концентрацию исходной кислоты. Поскольку концентрация воды постоянна, они исключают ее из уравнения.

Ка = /

Преобразование в пКа

Значения Ka могут быть очень большими или очень маленькими. Например, значение Ka для соляной кислоты (HCl) составляет около 10 ⁷, в то время как значение Ka для аскорбиновой кислоты (витамин С) составляет 1, 6 × 10 ^-12. Работать с такими числами неудобно, поэтому, чтобы упростить задачу, химики определили число pKa как:

pKa = -log Ka

Согласно этому определению, значение pKa для соляной кислоты составляет -log 10 ⁷ = -7, тогда как значение pKa для аскорбиновой кислоты составляет -log (1, 6 × 10 ^-12) = 11, 80. Как видно, чем меньше число рКа, тем сильнее кислота.

Поиск логарифмов

Логарифм в основном противоположен показателю степени. Если у нас есть такое выражение, как log ₁₀ x = y, мы можем найти x, взяв показатель степени к основанию 10 обеих сторон: 10 ^{log x} = 10 ^y. По определению 10 ^logx = x, поэтому выражение становится x = 10 ^y. Значение pKa является отрицательным логарифмом, что означает, что когда уравнение -log x = y обращено, x равно отрицательному показателю 10 ^-y, который является небольшим числом, если y велико, и большим числом, если y мало.

На практике поиск логарифмов может быть сложным, поэтому большинство ученых используют таблицы логарифмов или научный калькулятор. Чтобы найти логарифм по основанию 10 на научном калькуляторе, введите значение логарифма и нажмите кнопку «log ₁₀ ».

Источник

Автор:
Roger Morrison

Дата создания:
20 Сентябрь 2021

Дата обновления:
17 Май 2023

Видео: Расчет рН растворов сильных и слабых кислот. Химия для поступающих.

РКа кислоты является константой, связанной с тем, сколько ионизирует кислоту в растворе. PKa представляет собой комбинацию pH pH, что означает мощность водорода и константу диссоциации кислоты, представленную Ka. Поскольку сильные кислоты, по определению, становятся полностью ионизированными, рКа является более важной характеристикой слабых кислот. Вы можете использовать это значение для прогнозирования pH кислотного раствора, если вы знаете его концентрацию. Самый простой способ найти pKa кислоты — обратиться к таблице. Однако в некоторых случаях тип кислоты может быть неизвестен, поэтому расчет вашего pKa может помочь вам определить его. Расчет довольно прост, если вы знаете концентрацию раствора и pH.

Рассчитайте концентрацию ионов водорода по формуле [H +] = 1 / (10 ^ pH). Единицы концентрации указаны в молях на литр, где один моль представляет собой набор частиц, количество которых равно 6,02 × 10 23. Например, если рН раствора составляет 2,29, концентрация составляет [H +] = 1 / (10-2,29) = 5,13 × 10 -3 моль / литр.

Найти константу диссоциации по формуле Ka = [H +] ² / ([HA] — [H +]), где Ka — константа диссоциации, а [HA] — концентрация кислоты перед диссоциацией. Например, если начальная концентрация составляет 0,15 моль на литр, Ka = (5,13 x 10 -3) ² / (0,15 — (5,13 x 10 -3)) = 1,82 х 10 -4 -4.

Рассчитайте pKa по формуле pKa = -log (Ka). Например, pKa = -log (1,82 x 10 -4) = 3,74.

Источник

В химии существуют связанные шкалы, используемые для измерения кислотности или щелочности раствора, а также силы кислот и оснований. Хотя шкала pH наиболее известна, pKa, Ka, pKb и Kb являются общими расчетами, которые позволяют лучше понять кислотно-основные реакции. Вот объяснение терминов и того, чем они отличаются друг от друга.

Содержание

Что означает “p”?
Формулы и определения для pH и константы равновесия
О pH
Понимание Ka и pKa
Общие сведения о Kb и pKb
Что такое pI?

Что означает “p”?

Каждый раз, когда вы видите «p» перед значением, например pH, pKa или pKb, это означает, что вы имеете дело с -log значения, следующего за «p». Например, pKa – это -log для Ka. Из-за того, как работает функция журнала, меньшее значение pKa означает большее значение Ka. pH – это логарифм концентрации ионов водорода и т. д.

Формулы и определения для pH и константы равновесия

pH и pOH связаны так же, как Ka, pKa, Kb и pKb. Если вы знаете pH, вы можете рассчитать pOH. Если вам известна константа равновесия, вы можете вычислить остальные.

О pH

pH – это мера концентрации ионов водорода , [H +], в водном (водном) растворе. Шкала pH находится в диапазоне от 0 до 14. Низкое значение pH указывает на кислотность, pH 7 – нейтраль, а высокое значение pH указывает на щелочность. Значение pH может сказать вам, имеете ли вы дело с кислотой или основанием, но оно предлагает ограниченное значение, указывающее на истинную силу кислоты основания. Формулы для расчета pH и pOH:

pH = – log [H +]

pOH = – log [OH-]

При 25 градусах Цельсия:

pH + pOH = 14

Понимание Ka и pKa

Ka, pKa, Kb и pKb наиболее полезны при прогнозировании будет ли вид отдавать или принимать протоны при определенном значении pH. Они описывают степень ионизации кислоты или основания и являются истинными индикаторами силы кислоты или основания, поскольку добавление воды к раствору не изменяет константу равновесия. Ka и pKa относятся к кислотам, а Kb и pKb относятся к основаниям. Как и pH и pOH, эти значения также учитывают концентрацию ионов водорода или протонов (для Ka и pKa) или концентрацию гидроксид-иона (для Kb и pKb).

Ka и Kb связаны друг с другом через ионную константу для воды Kw:

Kw = Ka x Kb

Ka – константа диссоциации кислоты. pKa – это просто -log этой константы. Точно так же Kb – это константа диссоциации оснований, а pKb – логарифм константы. Константы диссоциации кислоты и основания обычно выражаются в молях на литр (моль/л). Кислоты и основания диссоциируют в соответствии с общими уравнениями:

HA + H ₂ O ⇆ A ^– + H ₃ O ⁺
HB + H ₂ O ⇆ B ⁺ + OH ^–

В формулах A означает кислоту, а B – основание..

Ka = [H +] [A -]/[HA]
pKa = – log Ka
в половине точки эквивалентности pH = pKa = -log Ka

Большое значение Ka указывает на сильная кислота, потому что это означает, что кислота в значительной степени диссоциирует на ионы. Большое значение Ka также означает, что образование продуктов в реакции благоприятствует. Небольшое значение Ka означает, что кислота мало диссоциирует, поэтому у вас слабая кислота. Значение Ka для большинства слабых кислот колеблется от 10 ^-2 до 10 ^-14.

pKa дает ту же информацию, только по-другому. Чем меньше значение pKa, тем сильнее кислота. Слабые кислоты имеют pKa в диапазоне от 2 до 14.

Общие сведения о Kb и pKb

Kb – это константа диссоциации оснований. Константа диссоциации основания – это мера того, насколько полностью основание диссоциирует на составляющие ионы в воде.

Kb = [B +] [OH -]/[BOH]
pKb = -log Kb

Большое значение в Kb указывает на высокий уровень разобщения сильной базы. Меньшее значение pKb указывает на более сильное основание.

pKa и pKb связаны простым соотношением:

pKa + pKb = 14

Что такое pI?

Еще один важный момент – pI. Это изоэлектрическая точка. Это pH, при котором белок (или другая молекула) электрически нейтрален (не имеет чистого электрического заряда).

Источник