Константы ионизации кислот и оснований.

При упрощенной форме записи:

СН₃СООН = Н⁺ + СН₃СОО^-

К_а = [H⁺] [CH₃COO^-] / [CH₃COOH] = 1,754 * 10^-5

Многоосновные кислоты ионизируются ступенчато, и каждая ступень ионизации характеризуется своим значением константы ионизации, например:

Н₃РО₄ = Н⁺ + Н₂РО₄^-

К_а1 = [Н⁺] [Н₂РО₄^-] / [Н₃РО₄] = 7,25 * 10^-3;

Н₂РО₄^- = Н⁺ + НРО₄^2-

К_а2 = [Н⁺] [НРО₄^2-] / [Н₂РО₄^-] = 6,31 * 10^-8

НРО₄^2- = Н⁺ + РО₄^3-

К_а3 = [Н⁺] [РО₄^3-] / [НРО₄^2-] = 1,26 * 10^-12

Первый ион водорода отрывается от молекулы кислоты легче, а последующие все труднее, так как возрастает отрицательный заряд кислотного остатка.

Сила кислородсодержащих кислот зависит от строения молекулы. Формула кислородсодержащих кислот в общем виде можно записать ЭО_m(ОН)_n, имея в виду, что в их молекулах имеются связи Н-О-Э и Э=О. Как показывают исследования, сила кислот практически не зависит от n (числа ОН^- групп), но заметно возрастает с увеличением m (числа несвязанных в ОН^- группы атомов кислорода, т.е. со связями Э=О. По первой ступени ионизации кислоты типа Э(ОН)_n относятся к очень слабым (К_а1 = 10^-8 - 10^-11), типа ЭО(ОН)_n - к слабым (К_а1= 10^-2 - 10^-4), типа ЭО₂(ОН)_n - к сильным и типа ЭО₃(ОН)_n - к очень сильным.

(Объяснить как пользоваться справочными таблицами).

Резкое возрастание силы в ряду кислот с увеличением можно объяснить оттягиванием электронной плотности от связи Н-О на связь Э=О.

С увеличением степени окисления центрального атома Э изменение состава образуемых им кислородсодержащих кислот отвечает увеличению m, например: H₂SO₃ и H₂SO₄; HNO₂ и HNO₃ . Поэтому с увеличением степени окисления центрального атома сила кислот обычно возрастает, например:

HClO - HClO₂ - HClO₃ - HClO₄

В этом проявляется общая закономерность: с увеличением степени окисления элемента в ряду его гидроксидов основные свойства ослабевают, кислотные - усиливаются, например:

Mn (OH)₂ Mn(OH)₃ Mn(OH)₄ H₂MnO₄ HMnO₄

основание средней основание амфотерное кислота кислота

силы очень слабое соединение сильная очень сильная

О силе оснований можно судить по значению константы ионизации оснований, которую обозначают К_b. К числу сильных оснований относят гидроксиды щелочных металлов и гидроксиды кальция, стронция, бария.