Forze acido/base e costanti di dissociazione

Gli acidi e le basi possono essere classificati in base al fatto che siano un acido forte, una base forte, un acido debole, o una base debole. Ci sono pochissimi acidi e basi forti, pertanto la maggior parte degli acidi e delle basi sono deboli. Un acido forte, come l'acido cloridrico, si dissocia completamente in ioni idrogeno e ioni cloruro quando disciolto in acqua.

Una base forte, come l'idrossido di sodio, si dissocia completamente in ioni sodio e ioni idrossido. Gli acidi e le basi deboli si dissociano parzialmente e sono presenti sia in forma ionizzata, che non ionizzata. Per esempio, sia l'acido acetico che la sua base coniugata debole, l'acetato, si trovano in una soluzione acquosa.

Il grado di dissociazione di un acido o di una base debole può essere misurato usando la sua costante di equilibrio. La costante di equilibrio per gli acidi deboli ha un nome speciale:la costante di dissociazione acida, o Ka.Per un generico HA acido debole, Ka a una data temperatura può essere calcolato da un'equazione di equilibrio:dividendo la concentrazione di prodotti, ione A e ione idronio, per la concentrazione di reagenti, HA e acqua. Poiché l'acqua è liquida e la sua concentrazione rimane pressoché invariata nella reazione, viene esclusa dall'equazione.

Più alto è il Ka, più forte è l'acido. L'acido nitroso è più forte dell'acido acetico, perché il Ka dell'acido nitroso è superiore del Ka dell'acido acetico. La costante di equilibrio per le basi deboli, la costante di dissociazione di base, o Kb, agisce in modo simile a Ka.Per una base debole generica B, Kb a una data temperatura può essere determinata dividendo la concentrazione dei prodotti, ione BH e ione idrossido, per la concentrazione del reagente, B.Come gli acidi, anche la forza delle basi è direttamente proporzionale alla Kb.Per esempio, l'etilammina è relativamente più forte dell'urea, perché il Kb dell'etilammina è maggiore del Kb dell'urea.

La forza di un acido può anche essere espressa in termini di ionizzazione percentuale. La percentuale di ionizzazione dell'acido può essere calcolata dividendo la concentrazione di ioni idronio in equilibrio per la concentrazione iniziale di acido, e moltiplicandola per cento. Allo stesso modo, la ionizzazione percentuale per le basi, può essere calcolata dividendo la concentrazione di ioni idrossido all'equilibrio per la concentrazione iniziale di base e moltiplicandola per cento.

Maggiore è la percentuale di ionizzazione, più forte è l'acido o la base.