Поведение сильных и слабых одноосновных кислот в водных растворах

1. Сильные одноосновные кислоты (НХ) диссоциируют в водных растворах нацело (α = 1) и рН в растворах таких кислот определяется исходной концентрацией кислоты С (НХ):

НХ → Н⁺ + Х^-, Н⁺= С (НХ) и рН = -lg[H⁺] = -lg C (HX)

Сильными одноосновными кислотами являются HCl, HBr, HI, HNO₃, HClO₄, HMnO₄.

Например, в 0,1 М растворе HCl:

HCl → H⁺ + Cl^-

pH = -lg C (HCl) = -lg0,1 = 1.

2. Слабые одноосновные кислоты (НА) диссоциируют в водных растворах частично и при этом устанавливается динамическое химическое равновесие:

НА ↔ Н⁺ + А^-

которое характеризуется соответствующей константой равновесия – константой кислотной диссоциации K_а:

При условии, что -и , имеем:

где С (НА) – исходная концентрация кислоты в растворе.

Константа кислотной диссоциации K_а (или ее показатель p K_a = -lg K_a) характеризует силу кислоты – чем меньше значение K_a (больше p K_a), тем слабее кислота, и наоборот. Например, уксусная кислота (K_a = 1,74∙10^-5, р K_a = 4,76) слабее, чем муравьиная (K_a = 1,8∙10^-4, р K_a = 3,75).

Если α < 0,1 величиной в знаменателе можно пренебречь, тогда:

и

Степень диссоциации слабой кислоты следует рассчитывать в соответствии с определением данной величины:

Примерами слабых одноосновных кислот являются НСООН, СН₃СООН, HNO₂, HF, HClO, HCN, С₆Н₅ОН, С₆Н₅СООН и др. Например, для 0,1 М раствора СН₃СООН:

СН₃СООН ↔ СН3СОО^- + Н⁺

Если α < 0,1 величиной в знаменателе пренебрегают, тогда

Отсюда моль/л и

При этом и степень диссоциации кислоты: