¿En qué unidades se da la constante de disociación ácida?

Las constantes de disociación ácida son un caso especial de constantes de equilibrio termodinámico. Estos últimos se definen realmente en actividades , no: concentraciones. Para una concentración suficientemente baja, la actividad a = [X] / [ɵ] donde ɵ representa una concentración estándar no nula adecuada. Este estándar puede ser, en principio, cualquier cosa (excepto cero). En muchos casos, las personas eligen que sea [ɵ] = 1 [mol / L] pero también puede ser el soluto puro si trabajas con fracciones molares, o [1 mol / kg de solvente] si prefieres molalidades.

En cualquier caso, la actividad siempre es adimensional. Básicamente son solo las unidades de caída de concentración, si tomas [ɵ] = 1 [mol / L].

Para sistemas más concentrados que ya no es cierto, entonces debe escribir:

a = γ [X] / [ɵ] donde γ (gamma) es el coeficiente de actividad. Tampoco tiene dimensiones y difiere de 1 una vez que sus soluciones ya no son ideales.

Para líquidos puros y sólidos a es simplemente 1. Independientemente de la cantidad. Es por eso que los sólidos y líquidos siempre salen de la expresión de equilibrio.

Sí, existe una relación entre pKa y pH, pero no directa, porque una relación directa requeriría que todas las concentraciones estén en [ɵ] = 1 [mol / L]. Usualmente tienes diferentes concentraciones que eso.

Una disociación ácida, como cualquier constante de equilibrio K , no tiene unidades.

Una constante de equilibrio formulada correctamente utiliza algo llamado actividades, que son parámetros sin unidades que describen la cantidad de un componente particular en una mezcla, algo así como la concentración pero no exactamente lo mismo.

Entonces, para una reacción química como

l A + m B [matemáticas] \ arpones izquierdos derechos [/ matemáticas] n C + o D

la constante de equilibrio se formula adecuadamente como

[matemáticas] K = \ frac {a (C) ^ na (D) ^ o} {a (A) ^ la (B) ^ m} [/ matemáticas]

donde a (X) significa ‘actividad de X’. La actividad está relacionada con la concentración y en el límite de dilución, podemos reemplazar razonablemente la actividad con la concentración de la solución en moles por litro o presión de gas en bares (después de dejar caer las unidades). Debido a que se nos enseña a usar concentraciones, a veces terminamos con unidades en el valor K que calculamos. Una constante K termodinámica verdadera no tiene unidades.

Probablemente esté más familiarizado con una constante de equilibrio que parece

[matemáticas] K = \ frac {[\ mbox {C}] ^ n [\ mbox {D}] ^ o} {[\ mbox {A}] ^ l [\ mbox {B}] ^ m} [/ math ]

y, dependiendo de los valores de los coeficientes l, m, n, o , puede haber unidades para K

Es probable que esté acostumbrado a un equilibrio de disociación ácida como algo así:

HA [matemática] \ rightleftharpoons [/ matemática] H [matemática] ^ + [/ matemática] + A [matemática] ^ – [/ matemática]

y así estás acostumbrado a ver la constante de equilibrio para que esta reacción química (a veces llamada constante de disociación ácida) sea

[matemáticas] K = \ frac {[\ mbox {H} ^ +] [\ mbox {A} ^ -]} {\ mbox {[HA]}} [/ math]

Si usamos unidades de concentración de moles / litro aquí (en realidad no es termodinámicamente correcto pero a menudo se hace) habrá un conjunto final de unidades para K de mol / L.

Dado que la conversión de moles por unidad de litro a actividades (para solución diluida) equivale simplemente a soltar las unidades, a menudo solo usamos unidades mol / L por defecto.

Cuando usas Ka, generalmente no asocias unidades con tu respuesta. Sin embargo, las unidades adecuadas que Ka evalúa son litros / mol

Editar: Whoops no leyó la descripción

Sí, el valor de pH se puede determinar usando Ka. Aquí hay un buen ejemplo de una pregunta que encontré en línea. Debes usar la fórmula Kw = Ka * Kb para resolver esto.

Nota: Nada de esto es mi trabajo. Todos los créditos van a Calcular el pH de la sal dado el Ka del ácido

Problema # 1: HF, el ácido fluorhídrico es un ácido débil con un Ka de 3.55 x 10¯4. ¿Cuál sería el pH de una solución de fluoruro de sodio 1,34 M?

Alguna discusión antes de la solución:

La solución a este tipo de problema depende de saber que Kw = KaKb. Usaremos esa ecuación para calcular el Kb de F¯ del Ka de HF.

Vea este tutorial para saber cómo se deriva la ecuación. Un recordatorio: la ecuación anterior se aplica a pares ácido-base conjugados. HF y F¯ es el par ácido-base conjugado involucrado en el problema que se discute.

Otro punto importante a saber es cómo se hidrolizan las sales. En el problema que se examina, tenemos la sal de un ácido débil que se hidroliza. Vea este tutorial para más explicaciones.

Solución.

Calcularemos el Kb de F¯:

1.00 x 10¯

14

= (3.55 x 10¯

4 4

) (X)

x = 1.00 x 10¯

14

/ 3.55 x 10¯

4 4

= 2.8169 x 10¯

11

Tenga en cuenta que dejé algunos dígitos de guardia en el valor de Kb. Completaré la respuesta final al número apropiado de cifras significativas.

Ahora necesitamos calcular el [OH¯] usando la expresión Kb:

2.8169 x 10¯

11

= [(x) (x)] / (1.34 – x)

descuidar el menos x

x = 6.1438 x 10¯

6 6

METRO

Como este es el [OH¯], calcularemos el pOH y de ahí al pH:

pOH = – log 6.1438 x 10¯

6 6

= 5.212

pH = 14 – pOH = 14 – 5.212 = 8.788

En cuanto a tu última pregunta. El valor de Ka más alto iría al ácido perclórico (HClO4) que tiene un valor de Ka tan alto que no se ha determinado.

Aquí hay una buena tabla para encontrar el Ka de diferentes ácidos: Tabla de Fuerza Ácida y Base

Se expresa en términos de concentración activa o molaridad. Su unidad es diferente para diferentes ecuaciones como la constante de equilibrio (Kc).

Ka = (concentración) ^ Δn

Δn = número de moles de productos-número de moles de reactivos