מיקום שיווי משקל בתגובות חומצה-בסיס

חשבו על תגובה בין אמוניה לבין יון אתוקסיד. אמוניה מאבדת את הפרוטון שלה ליון האתוקסיד, ויוצרת יון אמיד ואתנול.

לתגובה, בשיווי משקל, יש שתי חומצות ושני בסיסים. החומצה החזקה יותר והבסיס החזק יותר, יחד עם מיקום שיווי המשקל, מזוהים על ידי השוואת ערכי pK_a של כל חומצה.

כאן, אתנול עם pK_a של 15.9 הוא חומצה חזקה יותר מאמוניה, אשר pK_a הוא 38. מכיוון שחומצה חזקה גורמת לבסיס מצומד חלש, ולהפך, חומצה חלשה מספקת בסיס מצומד חזק, יון האתוקסיד הוא בסיס חלש יותר מיון האמיד.

ביסודו של דבר, כל תגובת חומצה-בסיס מבוקרת שיווי משקל מעדיפה היווצרות של מינים יציבים יותר – החומצה החלשה יותר והבסיס החלש יותר – בשל האנרגיות הפוטנציאליות הנמוכות יותר שלהם.

זה מסביר מדוע, בתגובה זו, מיקום שיווי המשקל נמצא בצד של יון אתוקסיד ואמוניה.

יתר על כן, בכל תגובה, אם ההבדל בערכי pKa של החומצות גדול, התגובה ההפיכה מוזנחת, וחיצי שיווי המשקל מוחלפים בחץ בלתי הפיך.

ניתן להעריך את מיקום שיווי המשקל בתגובת חומצה-בסיס גם מערכי pK_a של החומצות על ידי חישוב קבוע שיווי משקל עבור התגובה.

לדוגמה, בתגובה זו, pK_a של החומצה החזקה יותר, כאשר מחסירים אותו מה-pK_a של החומצה החלשה יותר, נותן את הלוגריתם של קבוע שיווי המשקל. האנטילוג של 2 נותן קבוע שיווי משקל של 10².

הערך הגדול של קבוע שיווי המשקל מצביע על כך ששיווי המשקל נמצא בצד של החומצה החלשה והיציבה יותר בעלת ערך pK גבוה יותר.