If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ha webszűrőt használsz, győződj meg róla, hogy a *.kastatic.org és a *.kasandbox.org nincsenek blokkolva.

Fő tartalom

A savállandó (Ks) és a saverősség

A sav-bázis reakciók egyensúlyi állandójának (Ks) felírása és a saverősség értelmezése a Ks alapján.

Videóátirat

Nézzük meg ezt a sav-bázis reakciót. A víz bázisként fog viselkedni, felvesz egy protont a HA általános képletű savtól. Az oxigén nemkötő elektronpárja veszi fel a protont, ezeket az elektronokat az A-n hagyva. Az oxigén most 3 hidrogénhez kötődik. Felvett egy protont. Így az oxigénnek +1 a formális töltése. Ezeket az elektronokat követjük. Ez a két piros elektron veszi fel ezt a protont, létrehozva ezt a kötést. Oxóniumion, azaz H₃O⁺ keletkezik, és ezek a zölddel jelölt elektronok az A-n maradnak, A⁻-t alkotva. Rajzoljuk be ezt. Tehát A⁻ keletkezik. Ezeket az elektronokat zölddel rajzolom, és adok neki egy negatív töltést. Vizsgáljuk meg, mi történt. HA leadott egy protont, tehát ez a Brönsted sav. Ha HA leadott egy protont, marad a konjugált bázis, azaz A⁻. A víz, azaz a H₂O, felvett egy protont, tehát ez a Brönsted bázis, és ha a H₂O felvesz egy protont, akkor oxóniumion, azaz H₃O⁺ keletkezik. Ez tehát a konjugált sav. Tehát a H₃O⁺ a konjugált sav, A⁻ pedig bázis. Ha a fordított reakciót nézzük, ahol a H₃O⁺ átad egy protont az A⁻-nak, akkor visszakapjuk a H₂O-t és HA-t. Amikor ez a reakció eléri az egyensúlyt, felírhatunk egy egyensúlyi kifejezést, ahol a bal oldalon levő anyagokat tekintjük a kiindulási anyagoknak. Az előrefelé menő reakciót nézzük, így a jobb oldalon levő anyagok a termékek. Írjuk fel az egyensúlyi kifejezést. Felírjuk az egyensúlyi állandót, beírjuk Ka-t (magyarul Ks), a savállandót, avagy savi disszociációs állandót. Bármelyik név jó. Tudjuk, hogy amikor egyensúlyi kifejezést írunk, a termékek koncentrációját osztjuk a kiindulási anyagokéval. Termékként van H₃O⁺, írjuk be az oxóniumion koncentrációját, [H₃O⁺] szorozva az A⁻ koncentrációjával. Mindezt osztjuk a kiindulási anyag koncentrációjával, ami HA. Ezt beírjuk, a vizet pedig kihagyjuk az egyensúlyi kifejezésből. Ez puszta folyadék. A koncentrációja (szinte) nem változik, így kihagyjuk az egyensúlyi kifejezésből. Most alkalmazzuk a disszociációs állandót egy erős savnál. A HCl Brönsted savként fog viselkedni, átad egy protont a víznek, ami a Brönsted bázis lesz. Vizsgáljuk meg az oxigén magányos elektronpárját, amely felveszi a protont, miközben ezek az elektronok a helyükön maradnak. Az oxigén így 3 hidrogénhez kötődik, mivel felvett egy protont, így +1 lett a töltése. Kövessük ismét a pirossal jelölt elektronokat. Ez az elektronpár felveszi ezt a protont, és létrehozza ezt a kötést. H₃O⁺, azaz oxóniumion keletkezik. A zölddel jelölt elektronok a klórhoz csatlakoznak, jelöljük ezt is. Kloridion keletkezik. Felrajzolom a zöld elektronokat, felírok egy negatív töltést. Úgy is jelölhetnénk ezt a sav-bázis reakciót, hogy csak H₂O-t és HCl-t írunk, melyekből H₃O⁺ és Cl⁻ keletkezik. Ez csak egy gyorsabb mód. A HCl erős sav. Az erős savak nagyon könnyen leadják a protont, mondhatjuk, hogy ez a folyamat 100%-ban lejátszódik. Tehát 100%-os disszociáció lesz. Ez az egyensúly annyira jobbra tolódik, hogy csak ezt az egy nyilat rajzolom ide. Kb. 100%-os lesz a disszociáció, tehát minden átalakul termékké. Írjuk fel az egyensúlyi kifejezést. Ka = az oxóniumion koncentrációja... szóval termékek koncentrációja... szorozva a klorid koncentrációjával, és osztjuk a HCl-éval. A vizet kihagyjuk. Ha kb. 100%-os disszociációt veszünk, csak termékek lesznek itt. Nagyon-nagyon nagy számot kapunk a számlálóban, és nagyon kicsit a nevezőben. Gondoljuk át, mi történik így a Ka-val. Ka értéke extrém nagy lesz. Ka sokkal-sokkal nagyobb, mint 1. Így ismerhetjük fel az erős savakat. A savi disszociációs állandójuk sokkal nagyobb 1-nél. Nézzük most a konjugált bázist. Menjünk ide vissza. Volt HCl és Cl⁻ mint konjugált sav-bázis pár. Minél erősebb a sav, annál gyengébb a konjugált bázis. A HCl tehát erős sav, a Cl⁻ pedig gyenge konjugált bázis. Felírom ide. Minél erősebb a sav, annál gyengébb a konjugált bázis. Ezt a reakciót elemezhetjük az egymással versengő bázisok erőssége alapján is. A Brönsted-Lowry-féle elmélet alapján a víz itt Brönsted bázisként viselkedik, felvesz egy protont. A visszafelé irányuló reakciónál pedig a kloridion próbál protont felvenni az oxóniumiontól. A HCl azonban nagyon jó protondonor, így a kloridion gyenge protonakceptor. Minél erősebb a sav, annál gyengébb a konjugált bázis. A víz sokkal erősebb bázis, mint a kloridion. Végül nézzük meg az ecetsavat. Az ecetsav lesz a Brönsted sav, és ez lesz a savas proton. A víz lesz a Brönsted bázis, az oxigén egyik nemkötő elektronpárja veszi föl ezt a savas protont, ezek az elektronok pedig az ecetsav oxigénjén maradnak. Rajzoljuk fel a termékeket! Acetátion keletkezik, felrajzolom ezt, az oxigénen negatív töltéssel. Nézzük ezeket az elektronokat! A zölddel jelölt elektronok mennek át az oxigénre, ezzel az negatív töltésű lesz. Oxóniumion is keletkezik. H₃O⁺, ezt is felrajzolom. +1-es formális töltés lesz az oxigénen. Ezeket az elektronokat pirossal jelölöm. Szóval ez az elektronpár veszi föl a savas protont. Létrejön ez a kötés, H₃O⁺-ot kapunk. Felírhatjuk úgy is ezt a sav-bázis reakciót, hogy csak felírjuk az ecetsavat, CH₃COOH, és a H₂O-t, és ezekből lesz acetátion, CH₃COO⁻, és H₃O⁺. Az ecetsav gyenge sav, és a gyenge savak nem jó protondonorok. Az ecetsav nagy része protonált állapotban marad. A reakció egyensúlyi állapotában viszonylag nagy koncentrációban lesznek jelen a kiindulási anyagok. Az egyensúlyi kifejezés felírásánál Ka egyenlő a termékek koncentrációja, tehát [CH₃COO⁻]∙[H₃O⁺], osztva az ecetsav koncentrációjával, mivel a vizet kihagyjuk. Az egyensúly erősen balra tolódik, mivel az ecetsav nem jó protondonor. A nevezőben nagy szám lesz, a számlálóban pedig nagyon kicsi. Gondoljuk át, mi lesz így a Ka-val. Nagyon kicsi számot osztunk nagyon naggyal, így Ka, a disszociációs állandó sokkal kisebb lesz 1-nél. Ez az egyik módja a gyenge savak felismerésének: nézzük meg a Ka értékét.