आयनीकरण निरंतर, पृथक्करण स्थिरांक या अम्लता निरंतर, एक संपत्ति है कि रिहाई हाइड्रोजन आयन के लिए एक पदार्थ की प्रवृत्ति को दर्शाता है; अर्थात्, यह सीधे एक एसिड की ताकत से संबंधित है। पृथक्करण स्थिरांक (का) का मान जितना अधिक होगा, एसिड द्वारा हाइड्रोजन आयनों की रिहाई उतनी ही अधिक होगी।
जब पानी की बात आती है, उदाहरण के लिए, इसके आयनीकरण को 'ऑटोप्रोटोलिसिस' या 'ऑटोइनेशन' के रूप में जाना जाता है। यहां, एक पानी का अणु H 3 O + और OH - आयनों का निर्माण करते हुए, दूसरे को एक एच + देता है, जैसा कि नीचे की छवि में दिखाया गया है।
स्रोत: Cdang, विकिमीडिया कॉमन्स से
एक जलीय घोल से एक एसिड के पृथक्करण को निम्नलिखित तरीके से रेखांकित किया जा सकता है:
हा + एच 2 ओ <=> एच 3 ओ + + ए -
जहाँ HA उस आयन का प्रतिनिधित्व करता है जो आयनित है, H 3 O + हाइड्रोनियम आयन और A - इसका संयुग्म आधार है। यदि Ka अधिक है, तो HA का अधिक भाग विलुप्त हो जाएगा और इसलिए हाइड्रोनियम आयन की उच्च सांद्रता होगी। अम्लता में यह वृद्धि समाधान के पीएच में परिवर्तन को देखकर निर्धारित की जा सकती है, जिसका मूल्य 7 से नीचे है।
आयनीकरण संतुलन
ऊपरी रासायनिक समीकरण में डबल तीर इंगित करता है कि प्रतिक्रियाशील और उत्पाद के बीच एक संतुलन स्थापित किया गया है। जैसा कि प्रत्येक संतुलन में एक स्थिर होता है, एक एसिड के आयनीकरण के साथ भी ऐसा ही होता है और इसे निम्नानुसार व्यक्त किया जाता है:
के =
ऊष्मागतिक रूप से, स्थिर Ka को गतिविधियों के संदर्भ में परिभाषित किया जाता है, सांद्रता में नहीं। हालांकि, जलीय घोल में पानी की गतिविधि 1 के आसपास होती है, और हाइड्रोनियम आयन, संयुग्म आधार, और निर्जन एसिड की गतिविधियां उनके दाढ़ सांद्रता के करीब होती हैं।
इन कारणों से, पृथक्करण स्थिरांक (का) का उपयोग शुरू किया गया था जिसमें पानी की एकाग्रता शामिल नहीं है। यह कमजोर एसिड पृथक्करण को अधिक आसानी से उल्लिखित करने की अनुमति देता है, और पृथक्करण स्थिरांक (का) उसी रूप में व्यक्त किया जाता है।
हा <=> एच + + ए -
का = /
Ka
पृथक्करण स्थिरांक (का) एक संतुलन स्थिरांक की अभिव्यक्ति का एक रूप है।
समतुल्य अम्ल, संयुग्मन आधार और हाइड्रोनियम या हाइड्रोजन आयन की सांद्रता एक बार संतुलन की स्थिति में पहुंचने के बाद स्थिर रहती है। दूसरी ओर, संयुग्म आधार और हाइड्रोनियम आयन की सांद्रता बिल्कुल समान हैं।
उनके मूल्य नकारात्मक घातांक के साथ 10 की शक्तियों में दिए गए हैं, इसलिए का अभिव्यक्ति का एक सरल और अधिक प्रबंधनीय रूप पेश किया गया था, जिसे उन्होंने पीकेए कहा था।
pKa = - लॉग का
पीकेए को आमतौर पर एसिड पृथक्करण स्थिरांक कहा जाता है। पीकेए मूल्य एक एसिड की ताकत का एक स्पष्ट संकेत है।
वे एसिड जिनका पीकेए मान -1.74 से कम या अधिक नकारात्मक है (हाइड्रोनियम आयन का पीकेए) को मजबूत एसिड माना जाता है। जबकि एसिड जो पीकेए -1.74 से अधिक है, उन्हें गैर-मजबूत एसिड माना जाता है।
हेंडरसन-हसेबलब समीकरण
एक समीकरण Ka अभिव्यक्ति से लिया गया है जो विश्लेषणात्मक गणना में अत्यंत उपयोगी है।
का = /
लघुगणक लेना, लॉग Ka = लॉग ऑन एच + + लॉग ऑन ए - - लॉग इन करें हा
और लॉग एच + के लिए हल करना:
-log H = - लॉग का + लॉग ए - - लॉग एचए
फिर पीएच और पीकेए की परिभाषाओं का उपयोग करते हुए, और पुनरावर्ती शर्तें:
पीएच = पीकेए + लॉग (ए - / एचए)
यह प्रसिद्ध हेंडरसन-हसेबलब समीकरण है।
उपयोग
हेंडरसन-हेसेलबैक समीकरण का उपयोग बफ़र्स के पीएच का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है, साथ ही साथ संयुग्म आधार और एसिड प्रभाव पीएच के सापेक्ष सांद्रता कैसे होती है।
जब संयुग्म आधार की सांद्रता एसिड की सांद्रता के बराबर होती है, तो दोनों शब्दों की सांद्रता के बीच संबंध 1 के बराबर होता है; और इसलिए इसका लघुगणक 0 के बराबर है।
एक परिणाम के रूप में पीएच = पीकेए, यह बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस स्थिति में बफर दक्षता अधिकतम है।
पीएच क्षेत्र जहां अधिकतम बफरिंग क्षमता है, आमतौर पर लिया जाता है, जहां पीएच = pka pH 1 पीएच इकाई।
Ionization निरंतर अभ्यास
अभ्यास 1
एक कमजोर अम्ल के तनु विलयन में सन्तुलन में निम्नलिखित सांद्रता होती है: असिंचित अम्ल = 0.065 M और संयुग्मित आधार सांद्रता = 9 · 10 -4 M। अम्ल की Ka और pKa की गणना करें।
हाइड्रोजन आयन या हाइड्रोनियम आयन की एकाग्रता संयुग्म आधार की एकाग्रता के बराबर होती है, क्योंकि वे एक ही एसिड के आयनीकरण से आते हैं।
समीकरण में प्रतिस्थापित:
का = / हा
उनके संबंधित मूल्यों के लिए समीकरण में प्रतिस्थापित:
का = (९ १० -४ एम) (९ १० -४ एम) / ६५ १० -३ एम
= 1,246 10 -5
और फिर उसके pKa की गणना
pKa = - लॉग का
= - 1,246 10 -5 लॉग करें
= 4,904
व्यायाम २
0.03 एम की एकाग्रता के साथ एक कमजोर एसिड का एक पृथक्करण स्थिरांक (का) = 1.5 · 10 -4 है । गणना: एक) जलीय घोल का पीएच; b) अम्ल के आयनीकरण की डिग्री।
संतुलन में, एसिड की सांद्रता (0.03 M - x) के बराबर होती है, जहां x एसिड की मात्रा होती है जो अलग हो जाती है। इसलिए, हाइड्रोजन या हाइड्रोनियम आयन की एकाग्रता x है, जैसा कि संयुग्म आधार की एकाग्रता है।
का = / = १.५ १० -६
= = एक्स
वाई = 0.03 एम - एक्स। का का छोटा मान बताता है कि अम्ल संभवतः बहुत कम मात्रा में विघटित होता है, इसलिए (0.03 M - x) लगभग 0.03 M के बराबर होता है।
Ka में प्रतिस्थापित:
1.5 10 -6 = x 2/3 10 -2
x 2 = 4.5 10 -8 M 2
x = 2.12 x 10 -4 M
और x = के बाद से
पीएच = - लॉग
= - लॉग
पीएच = 3.67
और अंत में, आयनीकरण की डिग्री के बारे में: इसकी गणना निम्नलिखित अभिव्यक्ति का उपयोग करके की जा सकती है:
o / HA] x 100%
(2.12 10 -4 / 3 10 -2) x 100%
0.71%
व्यायाम ३
मैं एक एसिड के आयनीकरण के प्रतिशत से का की गणना करता हूं, यह जानकर कि यह 1.5 · 10 -3 एम के प्रारंभिक एकाग्रता से 4.8% तक आयनित करता है ।
आयनित होने वाले एसिड की मात्रा की गणना करने के लिए, इसका 4.8% निर्धारित किया जाता है।
आयनित राशि = 1.5 · 10 -3 M (4.8 / 100)
= 7.2 x 10 -5 M
आयनित एसिड की यह मात्रा संयुग्म आधार की सांद्रता और संतुलन पर हाइड्रोजन या हाइड्रोजन आयन की एकाग्रता के बराबर होती है।
संतुलन एसिड एकाग्रता = प्रारंभिक एसिड एकाग्रता - आयनित एसिड की मात्रा।
= 1.5 10 -3 एम - 7.2 10 -5 एम
= 1,428 x 10 -3 एम
और फिर उसी समीकरण के साथ हल करना
का = /
का = (7.2 · 10 -5 एम x 7.2 · 10 -5 एम) / 1.428 · 10 -3 एम
= 3.63 x 10 -6
pKa = - लॉग का
= - लॉग 3.63 x 10 -6
= 5.44
संदर्भ
- रसायन शास्त्र LibreTexts। (एस एफ)। पृथक्करण निरंतर। से पुनर्प्राप्त: chem.libretexts.org
- विकिपीडिया। (2018)। पृथक्करण निरंतर। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
- Whitten, केडब्ल्यू, डेविस, आरई, पेक, एलपी और स्टेनली, जीजी रसायन। (2008) आठवां संस्करण। सेनगेज लर्निंग।
- सेगेल IH (1975)। जैव रासायनिक गणना। 2। संस्करण। जॉन विले एंड संस। INC।
- काबरा ई। (2018)। एसिड आयनीकरण निरंतरता की गणना कैसे करें। अध्ययन। से पुनर्प्राप्त: study.com।