การแตกตัวของกรดและเบส

กรดแก่-เบสแก่

           กรดแก่-เบสแก่ จะแตกตัว 100% และไม่มีสภาวะสมดุล ดังนั้น จึงสามารถหาค่าความเข้มข้นของ H⁺ หรือ OH^- ได้โดยตรงจากสมการเคมีเลย

 Ca(OH)_{2      -->}      Ca      +      2OH^-

                                                                          ^{0.25 M                  0.25 M             0.50 M}

HClO_{4      -->}      ClO₄^{-      +}      H⁺

                                     ^{0.25 M                 0.25 M             0.25 M}

กรดอ่อน-เบสอ่อน

             กรดอ่อนและเบสอ่อน จะแตกตัวในน้ำอย่างไม่สมบูรณ์ เกิดสภาวะสมดุลขึ้น  ซึ่งจะมีค่าคงที่การแตกตัวของกรดและเบสที่จะมีค่าแตกต่างกันในกรดละเบสแต่ละตัวด้วย

    

การแตกตัวของน้ำ

           หากว่าเรามองให้น้ำเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เราจะได้สมการการแตกตัวของน้ำออกมา

  

           ซึ่ง ที่ 25 องศาเซลเซียส ทั้ง [H⁺] และ [OH^-] มีค่าเท่ากันคือ 1 x 10^-7 M

           ดังนั้น K_w = 1 x 10^-14

มาตรา pH, pOH และ pKa, pKb

             จากหัวข้อที่ผ่านมา จะเห็นได้ว่าค่าความเข้มข้นของไอออนที่แตกตัวมาได้ เป็นค่าที่รายงานด้วยสัญกรทางวิทยาศาสตร์ ทั้งยังเป็นเลขยกกำลังค่าลบด้วย ทำให้ยุ่งยากต่อการสื่อความหมายแก่ประชาชน จึงได้มีการใช้มาตรา pH (Power of Hydrogen) โดยใช้ฟังก์ชันลอการิทึมเข้ามาช่วย

  

           ส่วน pKa และ pKb เกิดขึ้นเนื่องมาจากการที่ค่าคงที่การแตกตัวของกรดและเบสมีค่าน้อยมาก  เช่นเดียวกันกับความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออน กับไฮดรอกไซด์ไอออน โดยกรดและเบส ยิ่งมีค่า pKa หรือ pKb มาก ยิ่งมีความเปนกรดหรือเบสน้อย

  

การแตกตัวของกรดหลายโปรตอน

           กรดหลายโปรตอน คือ กรดที่สามารถแตกตัวให้ H⁺ ได้มากกว่า 1 ครั้ง โดยในขั้นตอนที่หนึ่ง จะมีการแตกตัวได้แรงกว่าขั้นถัดๆไป ดังนั้น ค่า Ka₁ ก็จะมีค่ามากกว่าค่า Ka ในขั้นถัดไปมาก ซึ่งโดยส่วนใหญ่ ค่า Ka₁ จะมีค่ามากกว่าค่า Ka ในขั้นตอนถัดไปอย่างมาก

 

Ka และ Kb ของกรดอ่อนและคู่เบส กับ Kb และ Ka ของเบสอ่อนและคู่กรด