Kaj je disociacijska konstanta?

Konstanta disociacije je merilo, kako hitro se spojina razcepi na ione, ko jo dodamo topilu. Spojine, ki imajo visoko disociacijsko konstanto, dajejo prednost desni strani ravnotežja, to je tvorbi ionov. Najpogostejša uporaba disociacijskih konstant je določanje jakosti kislin in baz v vodnih raztopinah.

Johannes Nicolaus Brønsted in Thomas Martin Lowry sta definirala kisline kot donorje protonov in baze kot akceptorje protonov. Ko jo dodamo vodi, bo kisla spojina zlahka ionizirala in dala pozitivno nabit vodikov atom ali proton. Moč kisline, ki nastane, je povezana s stabilnostjo iona, ki nastane, ko je atom vodika doniran.

Kislina s splošno formulo HA bo disociirala v vodi, kot je opisano z enačbo HA + H2O -> H+(aq) + A-(aq), kjer je H2O voda, H+ je pozitivno nabit vodikov ion, imenovan tudi proton, in A- je negativni ion, ki nastane, ko je proton darovan. Konstanta kislinske disociacije Ka je enaka [H+][A-]/[HA], kjer oglati oklepaji označujejo koncentracije ustreznih spojin ali ionov. Močne kisline dajejo prednost desni strani te enačbe, šibke kisline, kot je ocetna kislina, pa se le rahlo disociirajo, kar pomeni, da dajejo prednost levi strani enačbe.

Ko ga dodamo vodi, vodikov klorid zlahka disociira v klorovodikovo kislino. Vrednost Ka za klorovodikovo kislino je med 106 molov na liter in 107 molov na liter. To pomeni, da bo v klorovodikovi kislini na stotine tisoč več disociiranih ionov kot nedisociiranih molekul. Merjenje koncentracije vodikovih ionov v raztopini je še ena metoda za merjenje jakosti kisline. To se imenuje potenz vodik (pH) in je podan z enačbo pH=-log10[H+]. Močno kisle raztopine z visoko koncentracijo H+ imajo nizek pH.

Voda ima tudi kisle lastnosti, čeprav veliko manj kot klorovodikova kislina ali celo ocetna kislina. Električna prevodnost raztopine je odvisna od prisotnosti ionov v tej raztopini, zato je moč kisline mogoče določiti z merjenjem njene prevodnosti z uporabo elektrod. Iz tega sledi, da bi morala biti popolnoma čista destilirana voda neprevodna, vendar temu ni tako. To je zato, ker se bo voda samodisociirala in tvorila vodikove in hidroksidne ione. Ta disociacija je zelo šibka in se imenuje ionski produkt vode, KW.

Za opis moči baz obstaja analogna konstanta razmerja. Splošna baza, B, bo povzročila disociacijo vode in tvorbo hidroksidnih ionov BH+ in OH-. Moč te baze je podana z bazno disociacijsko konstanto Kb, ki je enaka [BH+][OH-]/[B]. Moč baze je odvisna od stabilnosti iona BH+. Natrijev hidroksid ali kalijev hidroksid tvorita zelo stabilne baze in imata zato visoke vrednosti za Kb.