15.7:
Zayıf Asit Çözeltileri
15.7:
Zayıf Asit Çözeltileri
Çok az bileşik, güçlü asit görevi görür. Çok daha fazla sayıda bileşik, zayıf asitler olarak davranır ve yalnızca kısmen suyla reaksiyona girerek çözünmüş moleküllerin büyük çoğunluğunu orijinal formlarında bırakır ve nispeten az miktarda hidronyum iyonu üretir. Zayıf asitlerle doğada sıkça karşılaşılır; narenciye meyvelerinin keskin tadından, böcek ısırıklarının batma hissinden ve vücut kokusuyla ilişkili hoş olmayan kokulardan kısmen sorumlu olan maddelerdir. Zayıf asitlere tanıdık bir örnek, sirkedeki ana bileşen olan asetik asittir:
Yukarıdaki denklemde çift ok kullanılması, bu sürecin kısmi reaksiyon yönünü gösterir. Tipik koşullar altında suda çözündüğünde, iyonize edilmiş CH3COO− formunda asetik asit moleküllerinin yalnızca % 1’i bulunur.
Hidronyum İyon Konsantrasyonlarını ve Zayıf Asit Solüsyonunun pH’sını Hesaplama
Formik asit, HCO2H, vücudun bazı karınca ısırıklarına ve sokmalarına tepki vermesine neden olan bir tahriş edicidir. 0,534-M formik asit çözeltisinin hidronyum iyon konsantrasyonu ve pH’sı nedir?
Bu sistem için ICE tablosu
| HCO2H(aq) | H3O+ (aq) | HCO2− (aq) | |
| Başlangıç Konsantrasyonu (M) | 0,534 | ~0 | 0 |
| Değişim (M) | −x | +x | +x |
| Denge Konsantrasyonu (M) | 0,534 − x | x | x |
Denge konsantrasyonu terimlerini Ka ifadesi ile değiştirmek şunu sağlar:
Nispeten büyük başlangıç konsantrasyonu ve küçük denge sabiti, x ‘in 0,534’ten çok daha düşük olacağı varsayımını basitleştirmeye izin verir ve böylece denklem şu olur
x için denklemi çözmek şunu sağlar
x‘in 0,534’e kıyasla küçük olduğu varsayımını kontrol etmek için onun relatif büyüklüğü tahmin edilebilir:
x, başlangıç konsantrasyonunun % 5’inden az olduğundan, varsayım geçerlidir. ICE tablosunda tanımlandığı gibi x, hidronyum iyonunun denge konsantrasyonuna eşittir:
Son olarak, pH şu şekilde hesaplanır
pH’dan Ka’nın belirlenmesi
0,0516 M’lik bir nitröz asit, HNO2, çözeltisinin pH’sı 2,34’tür. Ka’sı nedir?
Elde edilen nitröz asit konsantrasyonu, çözelti içinde oluşabilecek herhangi bir kimyasal dengeyi hesaba katmayan bir formal konsantrasyondur. Bu tür konsantrasyonlar, ICE tablosu yaklaşımı kullanılarak denge hesaplamaları için “başlangıç” değerleri olarak kabul edilir. Hidronyum iyonunun başlangıç değerinin yaklaşık sıfır olarak listelendiğine dikkat edin, çünkü suyun otomatik iyonlaşması nedeniyle küçük bir H3O+ konsantrasyonu mevcuttur (1 × 10−7 M). Çoğu durumda, bu konsantrasyon, söz konusu asidin (veya bazın) iyonlaşmasının oluşturduğu konsantrasyondan çok daha azdır ve ihmal edilebilir.
Elde edilen pH, nitröz asidin asit iyonlaşmasından kaynaklanan hidronyum iyon konsantrasyonunun logaritmik bir ölçüsüdür ve bu nedenle ICE tablosu için bir “denge” değerini temsil eder:
Bu sistem için ICE tablosu
| HNO2 (aq) | H3O+ (aq) | NO2− (aq) | |
| Başlangıç Konsantrasyonu (M) | 0,0516 | ~0 | 0 |
| Değişim (M) | −0,0046 | +0,0046 | +0,0046 |
| Denge Konsantrasyonu (M) | 0,0470 | 0,0046 | 0,0046 |
Son olarak, tablodaki verileri kullanarak denge sabitinin değerini hesaplayın:
Bu metin bu kaynaklardan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 4.2: Classifying Chemical Reactions ve Openstax, Chemistry 2e,14.3 Relative Strengths of Acids and Bases.