Svag syre

En svag syre er en syre, der ikke afgiver alle dens hydroner i en vandig opløsning. Disse syrer har højere syrestyrkeeksponenter ${\displaystyle pK_{s}}$ 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

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

hvor HA er syren og ${\displaystyle {\text{A}}^{-}}$ er den korresponderende base.^[1] Syrens dissociation er beskrevet med syrestyrkekonstanten ${\displaystyle K_{s}}$:

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

hvor

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

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

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

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

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

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

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

Syrestyrkekonstanten bliver altså:^[1]

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

Generel svag syre

Dvs.:

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

Dette er en andengradsligning, hvor løsningen er:^[2]

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

Altså er pH:

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

Meget svag syre

For meget svage syrer

${\displaystyle x\ll c_{s}}$

kan syrestyrkekonstanten approksimativt skrives:

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

I så fald er pH:^[1]

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

hvilket er det samme som:

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

Kildehenvisninger

1. "Strength of Acids", courses.lumenlearning.com, Lumen Learning, hentet 27. april 2019
2. "Weak Acids and Bases", chem.libretexts.org, Libre Texts, hentet 28. april 2019

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