การแตกตัวของกรดอ่อน

การแตกตัวของกรดอ่อน monoprotic

กรดอ่อนหรือเบสอ่อนเมื่อละลายน้ำจะแตกตัวได้เพียงบางส่วน  ในสารละลายจึงมีไอออนและโมเลกุลที่ไม่แตกตัว  ดังนั้นจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงผันกลับได้เกิดภาวะสมดุลสารละลายกรดอ่อน-เบสอ่อน จัดว่าเป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อน

ตัวอย่างกรดอ่อน monoprotic

HCOOH	formic acid
HNO2	nitrous acid
CH3COOH	acetic acid
HF	hydrofluoric acid
HCN	hydrocyanic acid
HClO2	chlorous acid

เมื่อกรดอ่อน HA  แตกตัวจะให้ไอออนลบและ H₃O⁺ ดังสมการ

HA        +    H₂O    →     H₃O⁺    +   A^–

ตัวอย่าง                 HCOOH  +    H₂O     →    H₃O⁺    +   HCOO^–

HClO₄    +    H₂O    →   H₃O⁺    +   ClO₄^–

HCN       +     H₂O    →   H₃O⁺    +   CN^–

ความสัมพันธ์ระหว่างกรดอ่อนและไอออน ณ ภาวะสมดุล  

พิจารณาการแตกตัวของกรด HA

HA        +      H2O      →           H3O+    +      A–  ความเข้มข้นเริ่มต้น       Ca                 –                          0                0 เปลี่ยนไป                  -x                  –                        +x             +x ความเข้มข้นที่สมดุล     Ca-x               –                         x               x

ค่าคงที่การแตกตัวของกรดอ่อนบางชนิดในน้ำที่ 25 oC

กรด	สูตร	ค่า Ka
ไฮโดรเจนซัลเฟตไอออน	HSO4–	1.2×10-2
ไฮโดรฟลูออริก	HF	6.8×10-4
ไนตรัส	HNO2	4.5×10-4
ไซยานิก	HCN	3.5×10-4
ฟอร์มิก	HCOOH	1.7×10-4
เบนโซอิก	C6H5COOH	6.6×10-5
แอซิติก	CH3COOH	1.8×10-5
ไฮโปคลอรัส	HClO	3.5×10-5
แอมโมเนียมไอออน	NH4+	6.0×10-10
ไฮโดรไซยานิก	HCN	4.9×10-10

            ค่าคงที่ของการแตกตัวของกรดอ่อน  จะบอกให้ทราบถึงความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนในสารละลายได้  ถ้ากรดอ่อนมีความเข้มข้นเท่ากัน  กรดอ่อนที่มีค่า ka มากที่สุดจะทำให้เกิด H₃O⁺  มากที่สุด และจะเป็นกรดอ่อนที่มีความเป็นกรดสูงที่สุด

การแตกตัวของกรดอ่อน polyprotic

                กรดอ่อนที่มี H มากกว่า 1 อะตอมจะแตกตัวให้ H₃O⁺ มากกว่า 1 ไอออนเรียกกรดประเภทนี้ว่ากรดพอลิโปรติก

ตัวอย่างกรดอ่อน polyprotic

H3PO4	phosphoric acid
H3PO3	phosphorous acid
H3BO3	boric acid
H2CO3	carbonic acid
H2SO3	sulfurous acid

การแตกตัวของกรดประเภทนี้มีได้หลายขั้น แต่ละขั้นจะมีปริมาณการแตกตัวแตกต่าง

กันการแตกตัวของกรด H₃PO₄ เกิดได้ 3 ขั้นดังนี้

กรดพอลิโปรติก ถ้าแตกตัวให้ H₃O⁺ 2 ไอออนเรียกว่ากรดไดโปรติก เช่น H₂SO₄ถ้าแตกตัวให้ H₃O⁺ 3 ไอออนเรียกว่ากรดไตรโปรติก เช่น H₃PO₄  การแตกตัวของกรพอลิโปรติกจะมีมากกว่า 1 ขั้น และแต่ละขั้นจะมีค่า K_a เฉพาะตัว โดยทั่วไปค่า K_a1 มีค่ามากกว่าค่า K_a2 และค่า K_a2 มากกว่าค่า K_a3ในการเปรียบเทียบการแตกตัวของกรดจึงมีเปรียบเทียบจากค่า K_a1สำหรับกรด  H₃PO₃  แม้จะมี  H  3  อะตอมแต่สามารถเกิดการแตกตัวได้เพียง 2ขั้นเท่านั้น

ค่าคงที่การแตกตัวของเบสอ่อนบางชนิดในน้ำที่ 25 oC

กรด	สูตร		ค่า Kb
ฟอสฟอรัส	H3PO3	H3PO3  +   H2O   →  H3O+ + H2PO3–	Ka1=1.6×10-2
		H2PO3– +   H2O  → H3O+  +  HPO32-	Ka2=6.3×10-7
ออกซาลิก	H2C2O4	H2C2O4  +   H2O→H3O+  +  HC2O4–	Ka1=5.6×10-2
		HC2O4– +   H2O → H3O+  +  C2O42-	Ka2=5.1×10-5
ซัลฟิวรัส	H2SO3	H2SO3  +   H2O → H3O+  +  HSO3–	Ka1=1.3×10-2
		HSO3–   +   H2O → H3O+  +  SO32-	Ka2=6.8×10-8

           ค่าคงที่ของการแตกตัวของกรดอ่อนพอลิโปรติกจะบอกให้ทราบถึงความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนในสารละลายได้เช่นเดียวกับค่าคงที่การแตกตัวของกรดอ่อนมอนอโปรติก