解离平衡和解离常数

    

    （一）酸和碱的解离平衡常数

    酸（HB）与H2O的质子传递反应，生成B-和H3O＋，达到平衡后反应物和产物的浓度都不变，则有：

    

    这是HB与水的质子传递平衡。达到平衡时，产物浓度的乘积与反应物浓度的乘积之比则为其质子传递平衡常数，即：

    

    在稀溶液中，［H2O］可看成是常数，上式改写为：

    

    Ka称为酸的解离平衡常数，简称酸常数。在一定温度下，其值一定。一些弱酸的Ka非常小，为使用方便，也常用pKa表示酸的解离平衡常数的负对数，即：pKa＝-lgKa。

    Ka的大小表示酸在水中释放质子能力的大小。Ka越大，表示酸在水中释放质子能力的大小越强，形成的H3O＋越多，即酸性越强。例如，HAc、和HCN的Ka分别为：1.74×10-5、5.59×10-10和6.16×10-10，所以这3种酸的强弱顺序为：HAc＞HCN＞。Ka＞10时为强酸，如HCl、HClO4、HNO3、H2SO4等都是强酸。Ka与溶液浓度无关。

    同理，一元弱碱B-在水溶液中的质子传递平衡通式：

    

    Kb为碱的解离平衡常数，简称碱常数。在一定温度下，Kb是定值。Kb的大小表示碱在水中接受质子能力的大小。Kb越大，说明该碱在水中接受质子能力越大，形成的OH-越多，即碱性越强。Kb与溶液浓度无关。pKb是碱的解离平衡常数的负对数。

    （二）共轭酸碱解离平衡常数的关系

    酸的解离平衡常数Ka与其共轭碱的解离平衡常数Kb之间有确定的对应关系。

    如，酸的质子传递平衡：

    

    其共轭碱的质子传递平衡：

    

    

    Ka×Kb＝Kw，Ka与Kb成反比，这说明酸越弱，其共轭碱越强；碱越弱，其共轭酸越强；若已知酸的解离平衡常数Ka，就可求出其共轭碱的解离平衡常数Kb。应用Ka×Kb＝Kw求酸、碱的Ka或Kb。如：

    

    多元弱酸和多元弱碱在水中的质子传递反应都是分步进行的。例如：H3PO4的质子传递分3步进行，每一步都有相应的质子传递平衡。

    H3PO4、H2都是酸，因为Ka1＞Ka2＞Ka3，故酸的强度H3PO4＞H2＞；多元弱酸一般都是Ka1＞Ka2＞Ka3，即第二级、第三级解离很弱，可以忽略。在比较多元酸强度时可以只比较Ka1的大小。

    以上酸的共轭碱分别为、；酸的Ka越大，其共轭碱的Kb就越小，故H3PO4的各级共轭碱的强弱顺序为。各级共轭碱的质子传递平衡为：

    

    Kb3＝＝1.44×10-12可见，Kb1＞Kb2＞Kb3因此，在比较多元弱碱强弱时，也可只比较Kb1。