$$K_\mathrm{a}=\ce{\frac{ [A-] [H3O+]} {[HA]} $ $ $ $

Ovenstående ligning definerer $ K_ \ mathrm {a} $ eller syredissociation konstant af en syre. Årsagen til, at det endda er en værdi, der er værd at måle, er fordi det er en iboende egenskab ved syren, dvs. dens værdi ændres ikke fra prøve til prøve (temperatur til side).

Selvom det er sandt, at det som en løsning syre bliver mere fortyndet, $ \ ce {[A -]} $, $ \ ce {[HA]} $ og $ \ ce {[H3O +]} $ alle falder, de falder ikke alle med det samme beløb. Overvej effekten af ​​at tilføje vand til følgende ligevægt:

$$ \ ce {HA + H2O < = >A- + H3O +} $$

Antallet af $ \ ce {HA } $ -molekyler vil falde, og antallet af $ \ ce {A -} $ og $ \ ce {H3O +} $ -molekyler vil stige - en konklusion, vi når frem til via Le Châteliers princip. Adskillelse af vandmængden fra $ K_ \ mathrm {a} $ ligningen får vi:

$$ K_ \ mathrm {a} = \ ce {\ frac {mol (A -) \ cdot mol (H3O +)} {mol (HA)}} \ cdot \ frac {1} {V} $$

Hvad vi har tilbage er to større tal over et mindre og et større tal. Selvom det ikke er indlysende, at disse tal skal ændres for at give nøjagtigt den samme kvotient, kan jeg forsikre dig om, at de gør det.

Ka af svag syre er en ligevægtskonstant, og ligevægtskonstant afhænger af temperaturen, og dens værdi stiger med stigning i temperaturen. Under fortynding ændres Qa af svag syre, og dens værdi falder. Når Qa < Ka (som Ka vil forblive konstant) vil reaktionen ikke forblive i ligevægt, og den skifter mod fremadgående retning for at opnå ligevægt.

Omsætningen af ​​en syre i vand har formen

$$ \ ce {HA + H2O < = > H3O ^ + + A ^ -} $$

When to af arterne i opløsning kommer tæt nok på at interagere, så er der en vis sandsynlighed for, at de reagerer for at danne produkter. Sandsynligheden afhænger hovedsageligt af typen af ​​de involverede arter og meget mindre af den omgivende opløsning.

Imidlertid er sandsynligheden for, at to arter mødes, proportional med deres koncentration (ikke volumen). Derfor kan vi formulere satsloven

$$ \ frac {d [\ ce {HA}]} {dt} = -k_1 [\ ce {HA}] [\ ce {H2O}] \ tag {1} $$

til den fremadrettede reaktion

$$ \ ce {HA + H2O -> H3O ^ + + A ^ -} $$

og satsloven

$$ \ frac {d [\ ce {A -}]} {dt} = -k_2 [\ ce {H3O +}] [\ ce {A-}] \ tag { 2} $$

til den bagudgående reaktion

$$ \ ce {H3O + + A- -> HA + H2O}. $$

Hastighedskonstanterne $ k_1 $ og $ k_2 $ reflekterer hermed de nævnte reaktions sandsynligheder.

I den termodynamiske ligevægt er reaktionshastighederne for fremad og bagud reaktion de samme. Ved at indstille ligninger $ (1) $ og $ (2) $ lig får vi

$$ k'_a = \ frac {k_1} {k_2} = \ frac {[\ ce {H3O +}] [ \ ce {A -}]} {[\ ce {HA}] [\ ce {H2O}]} \ tag {3} $$

Da koncentrationen af ​​vand i en fortyndet vandig opløsning kan være betragtes som konstant, indstiller vi normalt

$$ k'_a [\ ce {H2O}] = k_a \ tag {4} $$

for at få den velkendte ligning

$$ k_a = \ frac {[\ ce {H3O +}] [\ ce {A -}]} {[\ \ {HA}]} \ tag {5} $$

Ingen af ​​dem ligning $ (3) $ eller ligning $ (5) $ afhænger af løsningens volumen $ V $.