Moc kwasu

Z Wikipedii

Moc kwasu to ilościowa miara jego chemicznej „siły działania”. Miarą tej mocy jest zazwyczaj minus logarytm dziesiętny ze stałej dysocjacji kwasu w danych warunkach, oznaczany skrótem pK_a.

pK_a = - log₁₀[K_a]

gdzie K_a to stała dysocjacji kwasu.

Im pK_a jest mniejsze, tym moc kwasu jest większa.

Np. dla kwasu solnego w wodzie:

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-

$K_{a}=\frac{[H_3O^{+}]\cdot[Cl^{-}]}{[HCl]\cdot[H_2O]}\simeq10^7$

a zatem pK_a kwasu solnego w wodzie wynosi -7.

Moc kwasów w tych samych warunkach zewnętrznych zależy od ich struktury chemicznej. W przypadku prostych kwasów nieorganicznych, zarówno w tych zawierających tlen w swojej strukturze (np. H₂SO₄, jak i beztlenowych (np. HCl), moc kwasu wzrasta wraz ze wzrostem elektroujemności centralnego atomu w reszcie kwasowej. W przypadku kwasów organicznych zależności te są bardziej złożone.

pK_a niektórych kwasów:

Nazwa kwasu	pK_a
Kwas jodowodorowy: (HI)	-10
Kwas solny: (HCl)	-7
Kwas azotowy (HNO₃)	-3.33
Kwas siarkowy: (H₂SO₄)	-3 ^(x)
Kwas fosforowy: (H₃PO₄)	+2.12 ^(x)

^(x) = pK_a1

Kwasy, które posiadają więcej niż jeden atom wodoru w cząsteczce posiadają zwykle więcej wartości pK_a odpowiadające odrywaniu się kolejnych protonów (jonów wodorowych H⁺) w trakcie dysocjacji. Zazwyczaj pK_a pierwszego etapu dysocjacji jest znacznie mniejsze od pozostałych, a zatem można powiedzieć, że pierwszy odrywający się atom wodoru jest „bardziej kwaśny” od pozostałych. Np. dla kwasu fosforowego (H₃PO₄), pK_a1 = 2.12, pK_a2 = 7.21, pK_a3 = 12.67

Moc kwasu określa m.in zdolność do wypierania reszty kwasowej z soli w roztworach, a dokładnie decyduje o tym, w którą stronę jest przesunięta równowaga reakcji kwasu z daną solą. Kwas o większej mocy w reakcji z daną solą wypiera spontanicznie resztę kwasową pochodzącą ze słabszego kwasu, w wyniku czego powstaje słabszy kwas i sól mocnego kwasu. Reakcje w drugą stronę - tj. słabszego kwasu z solą mocniejszego kwasu też mogą zachodzić, ale ich równowaga jest silnie przesunięta w stronę substratów.