ثابت تفکیک اسیدی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
Acetic acid, CH3COOH, is composed of a methyl group, CH3, bound chemically to a carboxylate group, COOH. The carboxylate group can lose a proton and donate it to a water molecule, H20, leaving behind an acetate anion CH3COO- and creating a hydronium cation H3O . This is an equilibrium reaction, so the reverse process can also take place.
استیک اسید، اسید ضعیف در جریان یک واکنش تعادلی یک پروتون یا یون هیدروژن (رنگ سبز) به آب می‌دهد تا یون هیدرونیوم و استات نتیجه شود. در این نگاره، اکسیژن با رنگ قرمز، کربن با رنگ سیاه و هیدروژن با رنگ سفید نمایش داده شده‌است.

ثابت تفکیک اسیدی یا ثابت اسیدی یا ثابت یونی شدن اسید (به انگلیسی: acid dissociation constant یاacidity constant یا acid-ionization constant) با نماد Ka معیاری است کمی از میزان قدرت یک اسید در محلول. ثابت تفکیک اسیدی، همان ثابت تعادل برای یک واکنش شیمیایی جداسازی در واکنش‌های اسیدی-بازی است. تعادل را می‌توان به صورت نمادین به شکل زیر نمایش داد:

HA در تعادل است با A + H+

که HA نماد عمومی اسید است و می‌تواند به صورت A یا conjugate base و H+ یا یون هیدروژن یا پروتون از هم جدا شود. هنگامی می‌گوییم A و H+ در HA در تعادل است که با گذر زمان غلظت آن‌ها تغییر نکند. رابطهٔ ثابت تفکیک اسیدی عبارت است از:

K_a equals the equilibrium concentration of the deprotonated form A-, times the equilibrium concentration of H+, all divided by the equilibrium concentration of the acid AH.

یکای [HA] و [A] و [H+] همگی مول بر لیتر است. (mol/L)

تعریف[ویرایش]

مطابق تعریف سوانت آرنیوس اسید ماده‌ای است که در محلول آبی از هم جدا می‌شود و یون هیدروژن H+ (یک پروتون) آزاد می‌کند.[۱]

HA در تعادل است با A + H+

ثابت تعادل در این گونه واکنش‌های جداسازی، ثابت جداسازی نام دارد. پروتون آزاد شده با یک مولکول آب وارد واکنش می‌شود تا یک هیدرونیوم (یا اکسینیوم) یون H۳O+ بدهد. بعدها آرنیوس پیشنهاد کرد که این جداسازی را با نام واکنش اسید-باز شناخته شود.

HA + H۲O در تعادل است با A + H۳O+.

پس از آن برونستد و لری این نظریه را عمومی تر بیان کردند و آن را نوعی «واکنش داد و ستد پروتون» دانستند.[۲][۳][۴]

اسید مزدوج + باز مزدوج در تعادل است با باز + اسید

اسید پروتون خود را از دست می‌دهد و باز مزدوج تولید می‌شود، پروتون به باز منتقل می‌شود و اسید مزدوج تولید می‌شود. در محلول آبی اسید HA، آب نقش یک باز را بازی می‌کند. باز مزدوج A و اسید مزدوج یون هیدرونیوم است. تعریف برونستد و لری در دیگر محلول‌ها مانند دی‌متیل سولفکسید کاربردی است. حلال S به عنوان مادهٔ بازی عمل می‌کند، پروتون می‌پذیرد و اسید مزدوج SH+ را تشکیل می‌دهد.

در شیمی محلول‌ها، بسیار پرکاربرد است که از H+ به عنوان کوتاه شدهٔ یون هیدروژن محلول استفاده کنیم. در محلول‌های آبی H+ نشان دهندهٔ یک یون هیدرونیوم حل شده‌است تا یک پروتون.[۵][۶]

مطالعهٔ بیشتر[ویرایش]

  • Albert, A.; Serjeant, E.P. (1971). The Determination of Ionization Constants: A Laboratory Manual. Chapman & Hall. ISBN 0412103001.  (Previous edition published as Ionization constants of acids and bases. London (UK): Methuen. 1962. )
  • Atkins, P.W.; Jones, L. (2008). Chemical Principles: The Quest for Insight (4th ed.). W.H. Freeman. ISBN 1-4292-0965-8. 
  • Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536.  (Non-aqueous solvents)
  • Hulanicki, A. (1987). Reactions of Acids and Bases in Analytical Chemistry. Horwood. ISBN 0853123306.  (translation editor: Mary R. Masson)
  • Perrin, D.D.; Dempsey, B.; Serjeant, E.P. (1981). pKa Prediction for Organic Acids and Bases. Chapman & Hall. ISBN 041222190x Check |isbn= value (help). 
  • Reichardt, C. (2003). Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry (3rd ed.). Wiley-VCH. ISBN 3-527-30618-8.  Chapter 4: Solvent Effects on the Position of Homogeneous Chemical Equilibria.
  • Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, J.F.; Crouch, S.R. (2004). Fundamentals of Analytical Chemistry (8th ed.). Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-03-035523-0. 

منابع[ویرایش]

  • ویکی‌پدیای انگلیسی
  1. Miessler, G. (1991). Inorganic Chemistry (2nd ed.). Prentice Hall. ISBN 0134656598.  Chapter 6: Acid-Base and Donor-Acceptor Chemistry
  2. Bell, R.P. (1973). The Proton in Chemistry (2nd ed.). London: Chapman & Hall. ISBN 0801408032.  Includes discussion of many organic Brønsted acids.
  3. Shriver, D.F; Atkins, P.W. (1999). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Oxford: Oxford University Press. ISBN 0198503318.  Chapter 5: Acids and Bases
  4. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0131755536.  Chapter 6: Acids, Bases and Ions in Aqueous Solution
  5. Headrick, J.M.; Diken, E.G. ; Walters, R. S. ; Hammer, N. I. ; Christie, R.A. ; Cui, J. ; Myshakin, E.M. ; Duncan, M.A. ; Johnson, M.A. ; Jordan, K.D. (2005). "Spectral Signatures of Hydrated Proton Vibrations in Water Clusters". Science 308 (5729): 1765–69. Bibcode:2005Sci...308.1765H. doi:10.1126/science.1113094. PMID 15961665. 
  6. Smiechowski, M.; Stangret, J. (2006). "Proton hydration in aqueous solution: Fourier transform infrared studies of HDO spectra". J. Chem. Phys. 125 (20): 204508–204522. Bibcode:2006JChPh.125t4508S. doi:10.1063/1.2374891. PMID 17144716.