15.6
חומצה חלשה כמו מימן ציאניד היא חומצת ברונסטד מכיוון שהיא תורמת פרוטון למולקולת המים ויוצרת יון הידרוניום. חומצה חלשה מתפרקת חלקית במים לפי קבוע פירוק החומצה שלה, Ka, שהוא 4.9 כפול 10 בחזקת מינוס 10 למימן ציאניד. במימן ציאניד, ה-Ka שווה לריכוז ההידרוניום כפול ריכוז יוני הציאניד חלקי ריכוז מימן ציאניד.
ניתן להשתמש בקבוע פירוק החומצה, Ka, כדי לחשב את ריכוז יוני ההידרוניום בתמיסת חומצה חלשה, ולפיכך את ה-pH של התמיסה. ריכוז יוני ההידרוניום וה-pH של תמיסת מימן ציאניד 0.15 מולר ניתנים לחישוב בעזרת ביטוי שיווי המשקל וטבלת ICE. ריכוזי חומצת מימן ציאנידי, הידרוניום וציאניד התחלתי ובשיווי משקל ניתנים לביטוי בטבלה שמראה את הריכוז ההתחלתי, את השינוי ואת ריכוזי שיווי המשקל של כל אחת מהמולקולות.
כדי להגיע לשיווי משקל, הריכוז ההתחלתי של המגיבים פוחת בעוד הריכוז ההתחלתי של התוצרים גדל בהתאם ליחסי המולים שלהם. השינוי בריכוז של המגיבים והתוצרים מסומן כ-x. הצבת ריכוזי שיווי משקל במשוואה ב-Ka תניב x כפול x חלקי 0.15 מינוס x.
בחומצות חלשות רבות, x, כמות הפירוק תהיה קטנה מאוד בהשוואה לריכוז ההתחלתי של 0.15 מול. 0.15 פחות x הוא 0.15 בקירוב. כשהמשוואה נפתרת, x שווה 8.6 כפול 10 בחזקת מינוס 6 מולר.
הקירוב כי, 0.15 פחות x שווה 0.15, תקף רק אם x הוא פחות מ-5%של 0.15 מולים. כאן x הוא 0.0057%של 0.15 מול, ולכן הקירוב הזה תקף. לפיעך הריכוז של הידרוניום הוא 8.6 כפול 10 בחזקת מינוס 6 מולר.
כדי לקבוע את ה-pH, מחשבים את הלוג השלילי של ריכוז יוני ההידרוניום. הפתרון מראה ש-pH של תמיסת מימן ציאניד 0.15 מולר הוא 5.07. ניתן להשתמש ב-pH של תמיסה לקביעת ה-Ka בחומצה חלשה.
לדוגמה, חומצה אצטית מתפרקת חלקית ליוני הידרוניום וליוני אצטט כאשר היא מומסת במים. ה-Ka של חומצה אצטית ניתן לביטוי כריכוז יוני הידרוניום כפול ריכוז יוני אצטט חלקי ריכוז החומצה האצטית. אם ה-pH של 0.20 מולר תמיסת חומצה אצטית היא 2.72, ניתן לחשב את ריכוז ההידרוניום שלה שהוא 1.9 כפול 10 בחזקת מינוס 3 מולר.
ניתן לבנות את טבלת ה-ICE מריכוזי שיווי המשקל ההתחלתי והריכוז ההתחלתי של החומצה האצטית, יוני ההידרוניום ויוני האצטט. בשימוש בספרות הערך, 0.20 פחות 1.9 כפול 10 בחזקת מינוס 3 שווה בעיקרון ל-0.20. על ידי הצבה של ערכי שיווי המשקל בנוסחת ה-Ka, נמצא כי Ka שווה 1.8 כפול 10 בחזקת מינוס 5.
מעט תרכובות פועלות כחומצות חזקות. מספר גדול בהרבה של תרכובות מתנהגות כחומצות חלשות ומגיבות רק באופן חלקי עם מים, מותירות רוב גדול של מולקולות מומסות ב…
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.