Uamuzi wa viwango vya asidi ya asidi dhaifu. Asidi na msingi katika maji Kielelezo cha mara kwa mara ya asidi ya asidi ya lactic

Self-ionization ya maji

Maji, hata baada ya kunereka mara kwa mara, huhifadhi uwezo wa kufanya mkondo wa umeme. Uwezo huu wa maji ni kutokana na ionization yake binafsi.

$2H_2O ↔ H_3O^+ + OH^-$

Msawazo wa usawa wa thermodynamic una fomu:

Picha 1.

ambapo $a_X^(rel)=\frac(a_X^(sawa))(a_X^0)$ ni shughuli ya jamaa ya chembe $X$ katika mfumo wa usawa;

$aX^(equal)$ ni shughuli kamili ya chembe $X$ katika mfumo wa usawa;

$(a_x)^0$ ni shughuli kamili ya $X$ katika hali ya thermodynamic ya mfumo.

Shughuli ya jamaa ya maji kwa usawa ni sawa na umoja, kwani kiwango cha athari ni kidogo sana (ikiwa tunachukua maji yasiyo ya ionized kinadharia kama hali ya kawaida.

Vigawo vya shughuli vya $OH^-$ na $H_3O^+$ ioni vitakuwa karibu na umoja katika maji safi. Msawazo wa mmenyuko huhamishwa kwa nguvu kuelekea kushoto. Shughuli za jamaa za $OH^-$ na $H_3O^+$ zinakaribia kuwa sawa na viwango vyake vya molar. Wapi

$(K_a)^0 \sim K_(otomatiki) = $

ambapo $ na $ ni viwango vya molar;

$K_(oto)$ - uchanganuzi kiotomatiki wa maji mara kwa mara sawa na $1.00\cdot 10^(-14) \mol^2/l^2$ kwa $25^\circ \C.$

Katika maji safi viwango vya $ na $ vitakuwa sawa, kwa hivyo

$==\sqrt(10^(-14))=10^(-7)$ at $25^\circ \ C.$

Kwa urahisi wa kuhesabu, mkusanyiko unaonyeshwa kama logariti hasi, inayoashiria kama $pH$:

$pH= -lg $

Viashiria $pH$ kwa maji safi ni $7$, katika suluhu ya tindikali $pH$ 7$.

Kutengana kwa asidi na asidi ya mara kwa mara

Kwa asidi $AH$, mtengano unaweza kuonyeshwa kwa mlinganyo:

$AH + H_2O ↔ A^- + H_3O^+$

Katika hali ya usawa, wiani wa jamaa wa maji hubadilika kidogo wakati wa kusonga kutoka kwa asidi moja hadi nyingine, na kwa dilution isiyo na kipimo inakaribia sifuri. Kwa hiyo, asidi ya thermodynamic ya mara kwa mara $K_a^0$ ($AH$) hutumiwa.

Uwiano wa mgawo wa shughuli ni sawa kwa asidi zote na ni sawa na umoja ikiwa michakato hutokea katika ufumbuzi wa kuondokana.

Kisha, katika mmumunyo wa maji ulio na maji, asidi ya mara kwa mara $Ka (AH$) hutumiwa kama kipimo cha nguvu ya asidi, ambayo inaweza kuamuliwa na fomula:

$Ka (AH)=\frac()()$

Fomula huonyesha mkusanyiko wa chembe chembe katika halijoto isiyobadilika $(25^\circ \C)$ katika hali ya msawazo.

Ya juu ya asidi ya mara kwa mara, juu ya kiwango cha kujitenga, asidi yenye nguvu zaidi. Kwa hesabu na sifa za asidi, logariti hasi ya asidi ya mara kwa mara $pKa$ hutumiwa.

$pKa (AH)= -lgKa (AH)$

Thamani ya juu ya asidi ya mara kwa mara, asidi dhaifu.

Thamani ya asidi mara kwa mara ni sawa na thamani ya $pH$ ya suluhisho ambalo asidi itakuwa nusu ya ioni:

$pKa (AH) = pH - logi \frac()()$

Thamani inayoashiria asidi ya molekuli za maji katika suluhisho la maji ni sawa na:

$Ka=\frac()()=\frac(Ka_(auto))()=\frac(10^(-14))(55.5)$

Hivyo, kwa joto la $ 25 ^\ circ C $, $pKa (H_2O) = 15.7 $. Thamani hii ni sifa ya asidi ya molekuli za maji katika suluhisho.

Kwa ioni ya hidronium $pKa (H_3O^+) = pK_(otomatiki) - pKa = 14-15.7 = -1.7.$

Thamani za $pKa$ ni data ya jedwali. Hata hivyo, kwa asidi zilizo na $pKa 0$ data ya jedwali itakuwa si sahihi.

Inawezekana kuamua viwango vya asidi katika maji kwa kipimo cha moja kwa moja cha viwango vya $A^-$ na $AH$ tu wakati utengano wa asidi hutokea kwa angalau kiasi fulani, hata hauonekani sana.

Ikiwa asidi ni dhaifu sana, kiasi kwamba haijitenganishi, basi mkusanyiko wa $ A^-$ hauwezi kupimwa kwa usahihi. Ikiwa, kinyume chake, asidi ni kali sana kwamba inajitenga karibu kabisa, basi haiwezekani kupima mkusanyiko wa $ AH $. Katika kesi hii, njia zisizo za moja kwa moja za kuamua asidi zitatumika.

Msingi wa ionization mara kwa mara

Ili kuelezea utengano wa mara kwa mara wa msingi katika maji, tunatumia equation:

$B + H_2O ↔ BH^+ + OH^-$

Msingi wa mara kwa mara ni:

$Kb=\frac())([B])$

Hivi majuzi, viambajengo vya kimsingi havijatumika katika hesabu, kwani kutokana na asidi ya asidi ya conjugate mtu anaweza kupata taarifa zote muhimu kuhusu msingi $BH^+.$

$BH^+ + H_2O ↔ B + H_3O^+$

$Ka (BH^+) = \frac([B])()$

Asidi isiyobadilika ya asidi itakuwa kipimo cha nguvu:

• $AH$ au $BH^+$ kama wafadhili wa protoni;
• $A^-$ au $B$ kama vipokezi vya protoni;
• asidi kali $AH$ au $BH^+$ inalingana na msingi dhaifu wa conjugate $A^-$ au $B$, na kisha thamani ya $pKa$ ni ndogo au hasi;
• msingi dhabiti $A^-$ au $B$ inalingana na asidi dhaifu $AH$ au $BH^+$ na kiwango cha asidi kitakuwa chanya.

Nguvu ya asidi au besi inaweza kupimwa moja kwa moja katika safu finyu ya $pKa (BH^+).$ Nje ya safu, msingi utabainishwa kwa mbinu zisizo za moja kwa moja. Thamani za $pka (BH^+)$ nje ya muda kutoka $-2$ hadi $17$ hazitakuwa sahihi.

Uwiano kati ya muundo na nguvu ya asidi

Nguvu ya jamaa ya asidi inaweza kutabiriwa kulingana na asili ya atomi ya kati na muundo wa molekuli ya asidi.

Nguvu ya asidi isiyo na oksijeni $HX$ na $H_2X$ (ambapo $X$ ni halojeni) ni ya juu zaidi, ndivyo dhamana ya $X-H$ inavyopungua, yaani, radius ya atomi ya $X$ inavyozidi kuwa kubwa.

Katika mfululizo wa $HF - HCl - HBr - HI$ na $H_2S - H_2Se - H_2Te $, nguvu za asidi huongezeka.

Kwa asidi zilizo na oksijeni, kadri thamani ya m katika mchanganyiko wa muundo $E(OH)nOm$ inavyoongezeka, ndivyo nguvu ya asidi inavyoongezeka.

Kwa hivyo, kulingana na nadharia hii Asidi ni dutu yoyote ambayo molekuli (ikiwa ni pamoja na ions) ina uwezo wa kutoa protoni, i.e. kuwa mtoaji wa protoni; Msingi ni dutu yoyote ambayo molekuli (ikiwa ni pamoja na ions) ina uwezo wa kuunganisha protoni, i.e. kuwa mpokeaji wa protoni; Ampholyte ni dutu yoyote ambayo ni wafadhili na mpokeaji wa protoni.

Nadharia hii inaelezea mali ya asidi-msingi ya molekuli za neutral tu, bali pia ions. Asidi, kutoa protoni, inageuka kuwa msingi, ambayo ni conjugate ya asidi hii. Maneno "asidi" na "msingi" ni dhana za jamaa, kwa kuwa chembe sawa - molekuli au ioni - zinaweza kuonyesha sifa za msingi na za asidi, kulingana na mpenzi.

Wakati wa usawa wa protolytic, jozi za asidi-msingi huundwa. Kwa mujibu wa nadharia ya protoni, hidrolisisi, ionization na athari za neutralization hazizingatiwi kama jambo maalum, lakini inachukuliwa kuwa uhamisho wa kawaida wa protoni kutoka kwa asidi hadi msingi.

Chembe A iliundwa baada ya kutenganishwa kwa ioni ya hidrojeni

thamani ya pH

Maji, kama elektroliti dhaifu, hupitia ionization kwa kiwango kidogo:

H 2 O ↔ H + + OH - .

Ioni katika mmumunyo wa maji hupata unyevu (aq.)

Maji yana sifa ya amphotericity ya protolytic. Mmenyuko wa ionization ya kibinafsi (autorotolysis) ya maji, wakati ambayo protoni kutoka molekuli moja ya maji (asidi) hupita kwenye molekuli nyingine ya maji (msingi) inaelezewa na equation:

H 2 O + H 2 O ↔ H 3 O + + OH - .

Usawa wa kudumu wa autoprotolysis ya maji ni sawa na:

Sheria ya hatua ya wingi inatumika kwa ionization mara kwa mara:

Ambapo ni shughuli.

Kwa ufupi, badala ya H 3 O + katika usawa wa asidi-msingi tunaandika

Kwa kuwa maji ni katika suluhisho kwa ziada kubwa na hupitia ionization kwa kiasi kidogo, inaweza kuzingatiwa kuwa mkusanyiko wake ni mara kwa mara na sawa na 55.6 mol (1000 g: 18 g / mol = 56 mol) kwa lita moja ya maji.

Kwa hiyo, bidhaa za K na (H 2 O) na mkusanyiko wa maji ni sawa na 1.8 10 -16 mol / l 55.6 mol / l = 10 -14 mol 2 / l 2. Kwa hivyo, = 10 -14 (saa 25 ° C) ni thamani ya mara kwa mara, iliyoonyeshwa na Kw na inaitwa autoprotolysis ya maji mara kwa mara. Wakati mwingine jina la kizamani hutumiwa - bidhaa ya ionic ya maji.

Suluhisho ambalo mkusanyiko wa ioni za hidrojeni na ions hidroksidi ni sawa huitwa ufumbuzi wa neutral = = = 10 -7 mol / l. Katika ufumbuzi wa tindikali > , > 10 -7 mol/l, na katika ufumbuzi wa alkali > , > 10 -7 mol/l.

Ili kurahisisha, tunachukua kama msingi kiashiria cha hidrojeni pH - logarithm ya decimal ya mkusanyiko wa ioni za hidrojeni, iliyochukuliwa na ishara tofauti: pH = -lg.

Ukweli wa kuvutia:

Ukiukaji wa hali ya isohydric ( uthabiti wa pH) kuzingatiwa katika magonjwa ya moyo na mishipa, ischemia, kisukari mellitus (acidosis inakua). Usawa wa asidi-msingi unadumishwa na kupumua, kukojoa, na jasho. Mifumo hii hufanya kazi polepole, na upunguzaji wa mara moja wa bidhaa za kimetaboliki za asidi na alkali hufanywa na mifumo ya buffer ya mwili. Hali ya isohydry inahakikishwa na hatua ya pamoja ya idadi ya mifumo ya physicochemical na kisaikolojia. Athari ya kuakibisha hupatikana kwa kuchanganya usawa kadhaa wa protolitiki.

Nguvu ya asidi imedhamiriwa na uwezo wao wa kutoa protoni. Kipimo cha uwezo huu ni asidi ya mara kwa mara (Ka).

Ya juu ya asidi ya mara kwa mara, asidi yenye nguvu zaidi. Kwa mfano, asidi ya asetiki ina nguvu zaidi kuliko asidi ya hydrocyanic, kwani Ka(CH 3 COOH) = 1.74 10 -5, Ka(HCN) = 1 10 -9. Kwa urahisi wa mahesabu na kurekodi, mara nyingi hawatumii vidhibiti wenyewe, lakini logarithms zao hasi za decimal: pKa = -lgKa. Thamani ya pKa inaitwa kiashiria cha nguvu ya asidi. Ya juu ya thamani ya pKa, asidi dhaifu.

Asidi kali karibu hutoa protoni zao kwa molekuli za maji, kwa hivyo asidi iliyopo kwenye suluhisho ni ioni ya hidronium.

Katika suala hili, wakati wa kuhesabu pH ya suluhisho la asidi kali ya monobasic, mkusanyiko wa protoni ni sawa na mkusanyiko wa asidi.

c(H3O+) = c(HB).

Katika ufumbuzi wa asidi dhaifu, mkusanyiko wa ions hidronium ni chini sana kuliko mkusanyiko wa asidi. Imehesabiwa kulingana na

pande zote mbili za equation hii hutoa fomula ya kuhesabu pH ya suluhisho la asidi dhaifu: pH = 0.5(pKa - log. c(HB)).

29. Elektroliti dhaifu. Asidi na msingi mara kwa mara. Sheria ya Oswald ya dilution.

Elektroliti dhaifu ni misombo ya kemikali ambayo molekuli zake, hata katika miyeyusho iliyoyeyuka sana, hutenganishwa kidogo kuwa ioni ambazo ziko katika msawazo wa nguvu na molekuli zisizohusishwa. Elektroliti dhaifu ni pamoja na asidi nyingi za kikaboni na besi nyingi za kikaboni katika miyeyusho yenye maji na isiyo na maji.

Elektroliti dhaifu ni:

karibu asidi zote za kikaboni na maji;

baadhi ya asidi isokaboni: HF, HClO, HClO 2, HNO 2, HCN, H 2 S, HBrO, H 3 PO 4, H 2 CO 3, H 2 SiO 3, H 2 SO 3, nk.;

baadhi ya hidroksidi za chuma ambazo hazijayeyuka vizuri: Fe(OH) 3, Zn(OH) 2, n.k.

Asidi mtengano mara kwa mara (Ka) ni usawa wa mara kwa mara wa mmenyuko wa mgawanyiko wa asidi ndani ya ioni ya hidrojeni na anion ya mabaki ya asidi. Kwa asidi ya polybasic, mgawanyiko ambao hutokea katika hatua kadhaa, vipengele tofauti hutumiwa kwa hatua tofauti za kujitenga, zikiashiria kama K a1, K a2, nk.

Mfano wa hesabu ya asidi ya dibasic:

Mara nyingi zaidi, badala ya kujitenga kwa mara kwa mara K yenyewe, thamani ya pK hutumiwa, ambayo inafafanuliwa kama logarithm hasi ya decimal ya mara kwa mara yenyewe:

Msingi ni kiwanja cha kemikali ambacho kinaweza kuunda dhamana shirikishi na protoni (Brønsted base) au kwa obiti iliyo wazi ya kiwanja kingine cha kemikali (Wisi wa Lewis). Kwa maana nyembamba, besi humaanisha hidroksidi za msingi - dutu tata, juu ya kutengana ambayo katika ufumbuzi wa maji, aina moja tu ya anion imegawanyika - ioni za hidroksidi OH-.

Nadharia ya Brønsted-Lowry inaturuhusu kuhesabu nguvu ya besi, ambayo ni, uwezo wao wa kutoa protoni kutoka kwa asidi. Kawaida hii inafanywa kwa kutumia msingi wa mara kwa mara Kb - mara kwa mara ya usawa wa majibu ya msingi na asidi ya kumbukumbu, ambayo maji huchaguliwa. Kadiri msingi unavyobadilika, ndivyo nguvu ya msingi inavyoongezeka na ndivyo uwezo wake wa kutoa protoni. Mara nyingi msingi usiobadilika huonyeshwa kama pKb ya kipeo kikuu cha msingi. Kwa mfano, kwa amonia kama msingi wa Brønsted tunaweza kuandika:

Sheria ya dilution ya Ostwald ni uhusiano unaoonyesha utegemezi wa upitishaji sawa wa umeme wa suluhisho la dilute la elektroliti dhaifu ya binary kwenye mkusanyiko wa suluhisho:

Hapa K ni utengano wa elektroliti mara kwa mara, c ni mkusanyiko, λ na λ∞ ni maadili ya upitishaji sawa wa umeme, mtawaliwa, katika mkusanyiko c na katika dilution isiyo na kipimo. Uhusiano huo ni tokeo la sheria ya hatua za watu wengi na usawa ambapo α ni kiwango cha kutengana.

30. Maji ni electrolyte dhaifu. Bidhaa ya Ionic ya maji. PH. POh

Bidhaa ya ioni ya maji ni zao la viwango vya ioni za hidrojeni H+ na ioni za hidroksili OH- katika maji au katika miyeyusho yenye maji, hali isiyobadilika ya maji.

Maji, ingawa ni elektroliti dhaifu, hutengana kwa kiwango kidogo:

Usawa wa mmenyuko huu umehamishwa kwa nguvu kwenda kushoto. Mgawanyiko wa mara kwa mara wa maji unaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula:

Mkusanyiko wa ions hidronium (protoni);

mkusanyiko wa ioni ya hidroksidi;

Mkusanyiko wa maji (katika fomu ya Masi) katika maji;

Mkusanyiko wa maji katika maji, kwa kuzingatia kiwango chake cha chini cha kujitenga, ni kivitendo mara kwa mara na ni sawa na (1000 g / l) / (18 g / mol) = 55.56 mol / l.

Katika 25 ° C, mara kwa mara ya kutenganisha maji ni 1.8 · 10−16 mol / l. Equation (1) inaweza kuandikwa upya kama:

Hebu tuonyeshe bidhaa K· = K katika = 1.8 · 10-16 mol/l · 55.56 mol/l = 10−14 mol²/l² = · (saa 25 °C).

K mara kwa mara katika, sawa na bidhaa ya viwango vya protoni na ioni za hidroksidi, inaitwa bidhaa ya ionic ya maji. Ni mara kwa mara sio tu kwa maji safi, bali pia kwa ufumbuzi wa maji ya maji ya vitu. Kwa joto la kuongezeka, kutengana kwa maji huongezeka, kwa hiyo, Kv pia huongezeka, na joto la kupungua - kinyume chake.

Fahirisi ya hidrojeni, pH - kipimo cha shughuli ya ioni za hidrojeni katika suluhisho, na kuelezea kwa kiasi kikubwa asidi yake, huhesabiwa kama hasi (inayochukuliwa na ishara tofauti) logarithm ya decimal ya shughuli ya ioni za hidrojeni, iliyoonyeshwa kwa moles kwa lita:

Thamani ya pH ya kinyume imeenea kidogo - kiashiria cha msingi wa suluhisho, pOH, sawa na logarithm hasi ya decimal ya mkusanyiko wa OH - ions katika suluhisho:

Kiwango cha kuunganisha:

Katika hali ya jumla, kwa mujibu wa nadharia ya protolitiki ya Bronsted-Lowry, kulingana na equation (4.2) tunayo kwa kutenganisha asidi dhaifu ya monoprotic:

Kweli thermodynamic mara kwa mara KWA usawa huu utakuwa

ambapo shughuli zote ni za usawa. Wacha tufikirie uwiano huu katika fomu:

Wacha tuonyeshe, kama katika kesi iliyopita, bidhaa ya viunga viwili KWA na a(H 2 O) kupitia (H 2 O) = const at T= const. Kisha

au takriban:

ambapo viwango vyote ni usawa. Hapa thamani KWA A kuitwa kujitenga kwa asidi (ionization) mara kwa mara au tu asidi ya mara kwa mara.

Kwa asidi nyingi dhaifu maadili ya nambari KWA A ni ndogo sana, hivyo badala ya ukubwa KWA A kuomba kiashirio cha nguvu (au kiashiria tu):

rK A =- lg KWA A .

zaidi KWA A(yaani, chini ya uk KWA A ), nguvu ya asidi.

Hebu mkusanyiko wa awali wa asidi ya monobasic HB iwe sawa na kiwango cha kujitenga kwake (ionization) katika suluhisho. Kisha viwango vya usawa vya ioni [H 3 O + ] na [B - ] vitakuwa sawa na [H 3 O + ] = [B - ] = αс A , mkusanyiko wa asidi ya usawa [НВ] = Na A - α Na A = Na A(1 - α). Kubadilisha maadili haya ya viwango vya usawa katika usemi wa usawa wa mara kwa mara (4.10), tunapata:

Ikiwa badala ya mkusanyiko Na A tumia inverse yake V- dilution (dilution), iliyoonyeshwa kwa l/mol, V=1/Na A , kisha formula ya KWA A itaonekana kama:

Uhusiano huu na pia usemi

eleza Sheria ya Ostwald ya dilution (au sheria ya dilution) kwa elektroliti dhaifu ya binary. Katika a1 (kesi ya kawaida katika mifumo mingi ya uchambuzi)

Ni rahisi kuonyesha kwamba, kwa ujumla, kwa electrolyte dhaifu ya muundo wowote K n A m, ambayo hutengana katika ions kulingana na mpango.

K n A m = P KWA t+ +t A n -

Sheria ya dilution ya Ostwald inaelezewa na uhusiano

Wapi Na- mkusanyiko wa awali wa electrolyte dhaifu, kwa mfano, asidi dhaifu. Kwa hivyo, kwa asidi ya orthophosphoric H 3 PO 4 (P = 3,

T= 1), ambayo huoza kabisa kuwa ioni kulingana na mpango

.

Kwa elektroliti ya binary, uhusiano unakuwa (4.11). Kwa a1 tunayo:

Wacha tupate thamani ya usawa ya pH ya suluhisho la asidi ya monobasic NV. Mkusanyiko wa usawa wa ioni za hidrojeni

Kwa kutumia nukuu na tunapata:

pH = 0.5 (r KWA A+p Na A). (4.12)

Kwa hivyo, ili kuhesabu thamani ya usawa ya pH ya suluhisho la asidi dhaifu ya monoprotic, ni muhimu kujua mara kwa mara asidi ya asidi hii. KWA A na ukolezi wake wa awali Na A .

Hebu tuhesabu pH ya suluhisho la asidi asetiki na mkusanyiko wa awali wa 0.01 mol / l.

Kwa joto la kawaida kwa asidi ya asetiki KWA A = 1.74 · 10 -5 na p KWA A = 4,76.

Kulingana na fomula (4.12) tunaweza kuandika:

pH = 0.5(p KWA A+p Na A) = 0,5(476-0,01) = 0,5(4,76+2) = 3,38.

Kuzingatia sawa kunaweza kufanywa kwa usawa katika suluhisho la dhaifu yoyote ya aina nyingi asidi.

Asidi za polybasic hutengana katika ioni hatua kwa hatua, katika hatua kadhaa, ambayo kila moja ina sifa ya usawa wake wa kudumu. hatua kwa hatua asidi kujitenga mara kwa mara. Kwa mfano, katika suluhisho la usawa wa asidi ya orthoboric H 3 BO 3 huanzishwa (maadili ya mara kwa mara hupewa 25 ° C):

H 3 VO 3 + H 2 O = H 3 O + +, KWA 1 =

H 2 O = H 3 O + +, KWA 2 =

H 2 O = H 3 O + +, KWA 3 =

Mgawanyiko wa asidi ya kila hatua inayofuata ni chini ya utengano wa mara kwa mara wa hatua ya awali - kwa kawaida kwa amri kadhaa za ukubwa.

Bidhaa ya vidhibiti vyote vya kutenganisha hatua kwa hatua ni sawa na jumla ya utengano wa asidi ya mara kwa mara K:

KWA 1 KWA 2 ...KWA P =K.

Kwa hivyo, ni rahisi kuona kwamba kwa asidi ya orthoboric thamani

KWA 1 KWA 2 KWA 3 =K=

kuna utengano kamili wa asidi kulingana na mpango:

4.3.2 Msingi wa mara kwa mara na pH ya ufumbuzi wa besi dhaifu

Kwa mujibu wa nadharia ya protolitiki ya Brønsted-Lowry ya asidi na besi, kwa ujumla, kwa ionization ya msingi dhaifu wa asidi moja B katika miyeyusho ya maji, tunaweza kuandika:

B + H 2 O = HB + + OH -

Ikiwa kiwango cha ionization ya msingi ni a1, basi mkusanyiko wa mara kwa mara unaweza kuchukuliwa kama usawa wa usawa huu wa kemikali.

Kuendelea sawa na ile iliyopita, tunapata:

KWA = =K b = const wakati T= const

kama bidhaa ya mara kwa mara mbili KWA=const na [H 2 O] = const.

Wacha tuite wingi K b , sawa, kwa hiyo,

K b = , (4.13)

kutengana (ionization) mara kwa mara ya msingi dhaifu wa asidi mojaaumsingi tu mara kwa mara msingi huu, na ukubwa

uk K b = K b ,

Kiashiria cha nguvu (au kiashiria tu) cha msingi wa mara kwa mara.

Kulingana na sheria ya Ostwald ya dilution katika kesi inayozingatiwa (sawa na uhusiano (4.11))

K b =,

ni wapi kiwango cha ionization ya msingi dhaifu wa asidi moja, na ukolezi wake wa awali. Kwa kuwa kwa msingi dhaifu a1, basi

Hebu tutafute thamani ya pH ya usawa wa mmumunyo wa maji wa msingi wa monoasidi katika swali kwenye joto la kawaida. Kwa mujibu wa fomula (4.7) tunayo:

pH = p KWA w - pOH = 14 - pOH.

Wacha tubaini thamani pOH = [OH - ]. Ni wazi

[OH - ] = =

Kwa kutumia viashirio pOH = [OH - ], uk KWA b =K b Na

p = , tunapata: pOH = 0.5(p KWA b+ p). Kubadilisha usemi huu katika fomula iliyo hapo juu ya pH, tunafika kwenye uhusiano

pH = 14 - pOH = 14 - 0.5 (p KWA b+ p).

Kwa hivyo, thamani ya pH ya usawa katika suluhisho la msingi dhaifu wa asidi moja inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula (4.15):

pH = 14 - 0.5(p KWA b+ p). (4.15)

Hebu tuhesabu pH katika suluhisho la maji la 0.01 mol / l la amonia, ambalo kwa joto la kawaida KWA b= na uk KWA b = 4,76.

Katika suluhisho la maji la amonia, usawa umeanzishwa:

ambayo mara nyingi huhamishiwa kushoto, ili kiwango cha ionization ya amonia ni . Kwa hivyo, kuhesabu thamani ya pH, unaweza kutumia uhusiano (4.15):

pH = 14 - 0.5(p KWA b+ p) =

Kuzingatia sawa kunaweza kufanywa kwa dhaifu yeyote asidi ya polyasidi misingi. Kweli, hii inasababisha maneno magumu zaidi.

Misingi dhaifu ya polyasidi, kama asidi dhaifu ya polibasic, hutengana hatua kwa hatua, na kila hatua ya kutengana pia ina utengano wake wa hatua kwa hatua wa msingi - msingi wa hatua kwa hatua mara kwa mara.

Kwa mfano, hidroksidi ya risasi Pb(OH) 2 katika miyeyusho yenye maji hutengana na kuwa ioni katika hatua mbili:

Usawa sawa unaweza kuandikwa kwa njia nyingine, kwa kuzingatia (ndani ya mfumo wa nadharia ya protolitiki) kwa ufafanuzi wa msingi kama dutu ambayo inashikilia protoni, katika kesi hii, kuikubali kutoka kwa molekuli ya maji:

Viunga vya msingi vya hatua kwa hatua vinaweza kuwakilishwa katika fomu:

Kwa rekodi hii ya usawa ulioonyeshwa, inadhaniwa kuwa protoni kutoka kwa molekuli ya maji hupita kwa kikundi cha hydroxyl na malezi ya molekuli ya maji (), kama matokeo ambayo idadi ya molekuli za maji karibu na atomi ya risasi (II) huongezeka kwa moja, na idadi ya vikundi vya hidroksili vinavyohusishwa na atomi ya risasi (II) ), pia hupungua kwa moja katika kila hatua ya kujitenga.

Kazi KWA 1 KWA 2 =K=[Uk 2+ ][OH - ] 2 /[Pb(OH) 2 ] =

2.865, wapi KWA- jumla ya kujitenga mara kwa mara kulingana na mpango

au kulingana na mpango tofauti ulioandikwa

ambayo hatimaye husababisha matokeo sawa.

Mfano mwingine ni msingi wa kikaboni wa ethylenediamine, ambayo hupitia ionization katika suluhisho la maji katika hatua mbili. Hatua ya kwanza:

Hatua ya pili:

Kazi -

jumla ya kujitenga mara kwa mara. Inalingana na usawa

Nambari za nambari za viwango vya usawa hupewa hapo juu kwa joto la kawaida.

Kama ilivyo kwa asidi ya polybasic, kwa msingi dhaifu wa asidi ya poliasidi, utengano wa mara kwa mara wa kila hatua inayofuata ni maagizo kadhaa ya ukubwa chini ya kiwango cha kujitenga cha hatua ya awali.

Katika meza Jedwali 4.2 linaonyesha maadili ya nambari ya asidi na viwango vya msingi vya asidi na besi dhaifu.

Jedwali 4.2. Viunga vya kweli vya ioni ya thermodynamic katika miyeyusho yenye maji ya baadhi ya asidi na besi.

KWA A- asidi ya mara kwa mara, KWA b- msingi thabiti,

KWA 1 - kujitenga mara kwa mara kwa hatua ya kwanza,

KWA 2 - kujitenga mara kwa mara kwa hatua ya pili, nk.