Svag syre

En svag syre er en syre, der ikke afgiver alle dens hydroner i en vandig opløsning. Disse syrer har højere syrestyrkeeksponenter $pK_{s}$ sammenlignet med stærke syrer, som afgiver alle deres protoner, når de opløses i vand. Svage syrer er ofte lange og organiske syrer. Af de mest kendte svage syrer kan nævnes myresyre (HCOOH), eddikesyre (CH₃COOH) og propansyre (CH₃CH₂COOH).

pH

Når en monovalent syre opløses i vand, indtræder ligevægten

${\text{HA (aq)}}+{\text{H}}_{2}{\text{O}}{\text{ (l)}}\rightleftharpoons {\text{A}}^{-}{\text{ (aq)}}+{\text{H}}_{3}{\text{O}}^{+}{\text{ (aq)}}$

hvor HA er syren og ${\text{A}}^{-}$ er den korresponderende base. Syrens dissociation er beskrevet med syrestyrkekonstanten $K_{s}$:

$K_{s}={\frac {[{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}][{\mbox{A}}^{-}]}{[{\mbox{HA}}]}}$

hvor

$pK_{s}=-\log K_{s}$

For en ideel opløsning er pH en funktion af hydronium-koncentrationen ${\mbox{[H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}]$:

$pH=-\log[{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}]$

Hvis hydronium-koncentrationen er givet ved $x$, er koncentrationen af den korresponderende base ligeledes $x$, mens syrekoncentrationen er den oprindelige koncentration minus $x$.

$[{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}]=x$

$[{\mbox{A}}^{-}]=x$

$[{\mbox{HA}}]=c_{s}-x$

Syrestyrkekonstanten bliver altså:

$K_{s}={\frac {x^{2}}{c_{s}-x}}$

Generel svag syre

Dvs.:

${\begin{aligned}K_{s}c_{s}-K_{s}x&=x^{2}\\0&=x^{2}+K_{s}x-K_{s}c_{s}\end{aligned}}$

Dette er en andengradsligning, hvor løsningen er:

$x=-{\frac {K_{s}}{2}}+{\sqrt {{\frac {K_{s}^{2}}{4}}+K_{s}c_{s}}}$

Altså er pH:

$pH=-\log(x)=-\log \left(-{\frac {K_{s}}{2}}+{\sqrt {{\frac {K_{s}^{2}}{4}}+K_{s}c_{s}}}\right)$

Meget svag syre

For meget svage syrer

$x\ll c_{s}$

kan syrestyrkekonstanten approksimativt skrives:

$K_{s}={\frac {x^{2}}{c_{s}}}$

I så fald er pH:

$pH=-\log \left({\sqrt {K_{s}c_{s}}}\right)$

hvilket er det samme som:

$pH={\frac {1}{2}}\cdot \left(pK_{s}-\log \left(c_{s}\right)\right)$

Kildehenvisninger

Spire Denne artikel om kemi er en spire som bør udbygges. Du er velkommen til at hjælpe Wikipedia ved at udvide den.