酸的解离常数
酸的解离常数Ka=[A-][H+]/[HA],由于Ka数值经常为10的n次方,运用时不方便,就诞生了pKa,pKa=-lgKa。酸的定义为酸电离50%时的pH,此时酸与其共轭碱浓度相同,即[HA]=[A-],则解离常数Ka=[A-][H+]/[HA]=[H+],因此pKa=-lgKa=-lg[H+]=pH。
1mol的水具有18 g的质量,并占据18 cm3。因此,在1 dm3内,有1000/18 =55.56 mol,因此水的浓度是55.56 mol dm−3。那么水的Ka是[H+][OH−]/[H2O] = 10−14/55.5,则pKa = – lg[10−14/55.5] = 15.7,也就是说在pH=15.7时[H2O]与[OH−]浓度相同。下图画出了酸HA(绿色曲线)和其共轭碱A−(红色曲线)的浓度在pH变化时占总浓度的比例。在pH高于酸的pKa的溶液中,酸较多地以其共轭碱(A−)存在,在pH低于酸的pKa的溶液中,酸较多地以HA存在。在pKa下,HA和A−的浓度相同。一般认为pKa小于1的酸为强酸,pKa大于4的酸为弱酸。酸越强,则Ka越大,pKa越小。越强的酸对应的共轭碱则越弱,这也意味着它的共轭碱更稳定。
影响酸pKa的因素
共轭碱A−的稳定性。共轭碱的稳定性可以通过负电荷带在负电性原子上,或负电荷被离域到几个原子、基团上而提升。共轭碱越稳定,酸性就越强。H-A键的强度。化学键越容易断裂,酸就越强。溶剂。溶剂对共轭碱阴离子的稳定化作用越好,电离也就越容易。
酸的解离常数Ka=[A-][H+]/[HA],由于Ka数值经常为10的n次方,运用时不方便,就诞生了pKa,pKa=-lgKa。酸的定义为酸电离50%时的pH,此时酸与其共轭碱浓度相同,即[HA]=[A-],则解离常数Ka=[A-][H+]/[HA]=[H+],因此pKa=-lgKa=-lg[H+]=pH。
1mol的水具有18 g的质量,并占据18 cm3。因此,在1 dm3内,有1000/18 =55.56 mol,因此水的浓度是55.56 mol dm−3。那么水的Ka是[H+][OH−]/[H2O] = 10−14/55.5,则pKa = – lg[10−14/55.5] = 15.7,也就是说在pH=15.7时[H2O]与[OH−]浓度相同。下图画出了酸HA(绿色曲线)和其共轭碱A−(红色曲线)的浓度在pH变化时占总浓度的比例。在pH高于酸的pKa的溶液中,酸较多地以其共轭碱(A−)存在,在pH低于酸的pKa的溶液中,酸较多地以HA存在。在pKa下,HA和A−的浓度相同。一般认为pKa小于1的酸为强酸,pKa大于4的酸为弱酸。酸越强,则Ka越大,pKa越小。越强的酸对应的共轭碱则越弱,这也意味着它的共轭碱更稳定。
影响酸pKa的因素
共轭碱A−的稳定性。共轭碱的稳定性可以通过负电荷带在负电性原子上,或负电荷被离域到几个原子、基团上而提升。共轭碱越稳定,酸性就越强。H-A键的强度。化学键越容易断裂,酸就越强。溶剂。溶剂对共轭碱阴离子的稳定化作用越好,电离也就越容易。