Disociační konstanta

Disociační konstanta je rovnovážná konstanta disociační reakce. Zvláštním typem disociační konstanty je iontový součin vody.

Značení

• Značka $K_D$
• Jednotka: bez jednotky

Definice

Pro reakci AB → A + B je podle Guldberg-Waagova zákona rovnovážná konstanta $K_D = \frac{[A][B]}{[AB]}$, kde [A], [B] a [AB] jsou rovnovážné aktivity jednotlivých složek.

Disociace kyselin a bází

Disociace kyselin a zásad v roztocích vede k ustavení protolytické rovnováhy. Rovnovážné konstanty charakterizující tuto protolytickou rovnováhu se nazývají Disociační konstanta kyseliny K_A nebo Disociační konstanta zásady K_B.

Disociační konstantu odvodíme z rovnovážné konstanty, protože ve vodném roztoku je voda vůči kyselině vždy v nadbytku a její koncentrace se ani při disociaci kyseliny téměř nemění, lze změnu koncentrace zanedbat a spojit ji s rovnovážnou konstantou za vzniku disociační konstanty. K_C . [H₂O] = K_A

Hodnoty disociačních konstant kyselin a zásad lze najít v tabulkách a slouží pro klasifikaci síly kyselin a zásad. Protože u slabých kyselin a zásad vychází disociační konstanta záporná, obvykle se uvádí jako hodnota pK (často ve formě pK_A), což je záporný dekadický logaritmus disociační konstanty (pK_A pro kyseliny, pK_B pro zásady) při 25°C. Obecně platí, že vyšší disociační konstantě odpovídá větší množství disociovaných molekul, tedy vyšší síla kyselin a zásad. Při převedení tohoto pravidla na hodnoty pK_A, bude naopak vycházet, že nízká hodnota odpovídá silným kyselinám (pK_A < 2), vyšší slabým (5 < pK_A < 9) a vysoká velmi slabým (pK_A > 10). Silná kyselina je například kyselina sírová, kyselina chlorovodíková nebo kyselina dusičná, slabá kyselina například kyselina octová.

U slabých kyselin a zásad platí mezi hodnotami pK_A a pK_B (resp. tedy hodnotami pH) vztah definovaný jako: pK_A + pK_B = 14, který je odvozený ze vztahu: K_A· K_B = K_W. U vícesytných kyselin dochází k několika stupňové disociaci a výpočty rovnovážné konstanty (K_D) se tak provádí pro každý stupeň zvlášť.

Pokud je disociovaná forma látky (rozložená na kationty a anionty) ve stejné koncentraci jako nedisociovaná, pak je hodnota pK rovna hodnotě pH roztoku. U slabých kyselin je nedisociovanou formou kyselina a disociovanou formou její konjugovaná zásada. Pokud chceme hodnotu pK stanovit experimentálně přidáme k jednomu ekvivalentu kyseliny půl ekvivalentu zásady (můžeme říct, že se jedná o nedokončenou titraci, napůl cesty k bodu ekvivalence), změřené pH se pak rovná pK kyseliny.

Reference

• Institut Galenus. Disociace slabých kyselin a zásad.
• Projekt alpha. Poslední úprava: 6.12. 2009 07:50:28.
• Meloun, M. Analytická chemie I: 2. Protolytické reakce.
• Učebnice chemie.
• Jan Hermann. Disociační konstanta. 15.12.2010
• Šulc, R. 6. Disociace a iontové rovnováhy. Ústav procesní a zpracovatelské techniky, FS ČVUT v Praze, 2008.
• Pacák, Čipera. Chemie pro II. ročník gymnázií. 1. vydání. Praha: SPN, 1985.

Odkazy

• pKa and pKb Relationship (odvození vztahu pK_A a pK_B) - anglicky
• Disociační konstanty kyselin a zásad