1
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń
Ostwalda
Rozpatrzmy
dysocjację
słabego
kwasu w roztworze wodnym:
CH
3
COOH + H
2
O H
3
O
+
+ CH
3
COO
-
Tę
równowagę
opisuje
stała
dysocjacji K
a
=1.8
.
10
‑5
:
COOH
CH
COO
CH
O
H
K
3
3
3
a
2
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń Ostwalda
Jeśli pominąć jony H
3
O
+
pochodzące
z autodysocjacji wody (jest ich nie
więcej niż 10
-7
M), to
COOH
CH
O
H
COOH
CH
COO
CH
K
3
2
3
3
2
3
a
3
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń Ostwalda
Jeśli zaś pamiętamy, że słaby kwas
jest zdysocjowany w niewielkim
stopniu ([CH
3
COOH]=c
a
):
a
2
3
a
2
3
a
c
O
H
c
COO
CH
K
4
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń Ostwalda
Łatwo więc policzyć pH roztworu
słabego kwasu o znanym stężeniu i
stałej pK
a
:
a
a
c
K
]
H
[
5
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń Ostwalda
Prawo Ostwalda pozwala obliczyć
pH
roztworów
soli
słabych
elektrolitów, jeśli pamiętamy, że
zgodnie z teorią Brønsteda każdy
kwas ma sprzężoną z nim zasadę.
6
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń Ostwalda
Prawo Ostwalda pozwala też w łatwy
sposób obliczyć stopień dysocjacji
kwasu lub zasady.
Weźmy ponownie jako przykład kwas
octowy rozpuszczony w wodzie
(stała dysocjacji K
a
=1.8
.
10
‑5
):
CH
3
COOH + H
2
O H
3
O
+
+ CH
3
COO
-
7
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń
Ostwalda
Zdefiniujmy stopień dysocjacji
kwasu jako ułamek liczby moli,
które zdysocjowały, do całkowitej
ilości kwasu:
a
3
c
]
COO
CH
[
8
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń
Ostwalda
Jeśli pominąć jony H
+
pochodzące z
procesu autodysocjacji wody (jest
ich <10
-7
M), to [H
+
]/c
a
. Ponieważ
[CH
3
COOH]=c
a
[CH
3
COO
-
] c
a
-
c
a.
c
a
więc:
2
a
a
2
2
a
3
a
a
3
3
a
c
c
c
COOH
CH
c
c
COOH
CH
]
COO
CH
[
]
H
[
K
9
Słabe kwasy i zasady
Prawo rozcieńczeń Ostwalda
W efekcie otrzymujemy związek
między stałą dysocjacji a stopniem
dysocjacji dla słabego kwasu:
Zwróćmy uwagę, że moc kwasu rośnie
z jego rozcieńczeniem.
a
a
c
K