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词条 电离常数
释义

电离常数描述了一定温度下,弱电解质的电离能力,记作Ki(i为脚标)或Ka、Kb。若电离方程式为HA==(可逆)H+ + A- ,则Ki=aH*aA/aHA。

简介

名称:电离常数(电离平衡常数)

别称:离解常数

英文名称:ionization constant

单位:mol/L(一般省略不写出)

意义

电离常数是电解质的重要特性之一,它描述了弱电解质溶液中弱电解质电离达到平衡时,已电离的离子与未电离的分子浓度的关系,电离常数越大,表示该弱电解质越强。

因为弱电解质通常为弱酸或弱碱,所以在化学上,可以用Ka、Kb分别表示弱酸和弱碱的电离平衡常数,称为酸度常数(Ka)或碱度常数(Kb)。

强电解质没有固定的电离常数。

计算方法

弱电解质溶液中,解离的离子与未解离的分子间会建立电离平衡,其平衡可用电离常数Ki来描述。

如醋酸的电离平衡:HAc==H++Ac-,则K=aH+·aAC-/aHAc,aH+、aAc-及aHAc分别表示H+、Ac-及HAc在达成电离平衡时的浓度(mol/L)。如甲酸的Ka值为1.8×10-3;醋酸的Ka值为1.8×10-5,显然,在水溶液中甲酸的酸度大于醋酸。

应用方法

电离常数可用于计算弱酸碱溶液pH值等数据:

以1mol/L的乙酸溶液为例,乙酸的电离常数Ka=1.75*10^-5

设有x mol/L的乙酸电离,则x*x/(1-x)=1.75*10^-5,解得x=4.17*10^-3。

即H+浓度为4.17*10^-3mol/L,折合pH=2.4(忽略水的电离)

也可使用公式K=cα^2(α表示电离度,表示电离分子数量和总物质的量的比值,c为弱电解质溶液的浓度)

则α=√(根号)(K/c)=√(1.75*10^-5/1)=0.418%

x=αc=4.18*10^-3,以下同。

变化

电离常数一般只与温度有关,具体分两种情况:

若该弱电解质电离放热,则其电离常数随温度升高而降低;若该弱电解质电离吸热,则其电离常数随温度升高而升高。

电离度与电离常数

电离度也是一种描述弱电解质电离能力这一特性的参数,它表示已电离弱电解质分子数和原弱电解质分子数的比值,通常用百分数表示,符号为α。

电离度与电离常数的换算关系为K=cα^2(不考虑水的电离)

一些弱酸,弱碱的电离常数(室温)

弱酸

名称   化学式   Ka﹙b﹚  pKa(b)

硼酸 H₃BO₃ 5.8×10ˆ-10(Ka1) 9.24

碳酸 H₂CO₃ 4.5X10ˆ﹣7(Ka1)
4.7X10ˆ-11(Ka2) 6.35
10.33

砷酸 H₃AsO₃ 6.3X10ˆ-3(Ka1)
1.0X10ˆ-7(Ka2)
3.2X10ˆ-12(Ka3) 2.20
7.00
11.5

亚砷酸 HAsO₂ 6.0X10^-10 9.22

氢氰酸 HCN 6.2X10^-10 9.21

铬酸 HCrO₄­˜ 3.2X10^-7(Ka2) 6.50

氢氟酸 HF 7.2X10^-4 3.14

亚硝酸 HNO₂ 5.1X10^-4 3.29

磷酸 H₃PO₄ 7.6X10^-3(Ka1)
6.3X10^-8(Ka2)
4.4X10^-13(Ka3) 2.12
7.20
12.36

弱碱

名称  化学式 Ka(b) pKa(b)

氨水 NH₃· H₂O 1.8X10^-5 4.74

联氨 H₂NNH₂ 3.0X10^-6(Kb1)
7.6X10^-15(Kb2) 5.52
14.12

苯胺 C6H5NH₂ 4.2X10^-10 9.38

羟胺 NH₂OH 9.1X10^-9 8.04

甲胺 CH₃NH₂ 4.2X10^-4 3.38

乙胺 C₂H5NH₂ 5.6X10^-9 3.25

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更新时间:2025/1/31 12:12:16