ثابت الاتزان لمحاليل الحموض الضعيفة

Equilibrium Constant for Weak Acid Solutions

تتأين الحموض الضعيفة جزئياً في الماء منتجة أيون H⁺ وأيون آخر سالب.

HA _(aq)  +  H₂O _(l)   $\rightleftarrows$  A^- _(aq)  +  H⁺ _(aq)

ونظراً لصغر حجم أيون الهيدروجين وكثافة الشحنة الموجبة عليه؛ فإنه يصعب أن يتواجد منفرداً في المحلول، فيرتبط بجريء الماء مكوناً أيون الهيدرونيوم H₃O⁺ .

HA _(aq)  +  H₂O _(l)  $\rightleftarrows$  A^- _(aq)  +  H₃O⁺ _(aq)

ويكون اتجاه الاتزان في محاليل الحموض الضعيفة مزاحاً جهة اليسار؛ أي أن تراكيز الأيونات الناتجة قليل جداً.

يعبر عن ثابت الاتزان لمحلول الحمض الضعيف على النحو الآتي:

K_c = $\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \left[{\mathrm{A}}^{-}\right]}{\left[\mathrm{HA}\right] \left[{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right]}$

ولكون تركيز الماء يبقى ثابتاً؛ لذا يندمج تركيز الماء مع ثابت الاتزان في ثابت جديد يسمى ثابت تأين الحمض الضعيف (K_a):

K_a = $\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \left[{\mathrm{A}}^{-}\right]}{\left[\mathrm{HA}\right] }$

ويكون تركيز H₃O⁺ مساوياً لتركيز الأيون السالب A^- .

مثال:

التعبير عن ثابت تأين الحمض HF في الماء:

HF _(aq)  +  H₂O _(l)   $\rightleftarrows$   F^- _(aq)  +  H₃O⁺ _(aq)

K_a = $\frac{\left[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}\right] \left[{\mathrm{F}}^{-}\right]}{\left[\mathrm{HF}\right] }$

أهمية ثابت تأين الحمض الضعيف

• مقارنة قوة الحموض وقدرتها على التأين.
• حساب تركيز ايون الهيدرونيوم في المحلول وقيمة pH للمحلول.