載入中...
相關課程
登入觀看
⇐ Use this menu to view and help create subtitles for this video in many different languages.
You'll probably want to hide YouTube's captions if using these subtitles.
pKa and pKb Relationship : The pKa and pKb relationship between conjugate acids and bases (both of which are weak).
相關課程
0 / 750
- 上集中我們講到假設有某個…
- 假設有某種弱酸
- 那麽就是氫(H)加上某種
- 剩下的部分叫什麽都無所謂
- 我們就叫它A吧
- 我認爲這是酸的
- 其余部分的習慣寫法
- 它們能遊離 然後達到平衡
- 因爲它是弱酸
- 所以它達到平衡…
- 又因爲它是弱酸
- 它會遊離出一些氫離子(H+)
- 而分子的剩下部分
- 將會保留電子
- 所以要加上…
- 噢 這是在水溶液中
- 讓我來寫一下 水溶液(aq)
- 然後酸根也會遊離
- 無論它是什麽 A-
- 它也是在水溶液中
- 這就是通式
- 我們見過A是氨(NH3)的例子 是嗎？
- 如果A是氨分子
- 那麽當你寫這個時
- A就是铵根離子(NH4+) 這可能是氨水
- 而這個僅僅是氨分子
- A也可能是氟(F)
- 因爲這可以是氟化氫(HF)
- 或是氫氟酸
- 而這就是是氟離子(F-)
- 或帶一個額外激電子的氟
- 所以可以寫出很多
- 你可以把任何東西放在這 都可以
- 尤其是對弱酸
- 上集中我們學到如果這是酸
- 那麽這就是共轭堿
- 而且我們能寫出同樣的反應
- 從根本上說 是堿的水解反應
- 那麽假設 如果從A-離子開始反應
- 水溶液中的
- 反應達到平衡
- 它可能從周圍的水分子
- 掠奪了一個氫然後變成中性了
- 這個也是在水溶液中
- 然後被搶走氫的
- 水分子
- 將生成氫氧根離子(OH-) 對嗎？
- 因爲它是氫
- 記住 無論什麽時候我拽走氫
- 只是拽走了質子 而不包括氫的電子
- 所以電子仍在水分子上
- 所以它帶一個負電荷
- 它也是水溶液中的
- 所以相同的反應 我們能寫成兩種形式
- 並且我們能寫出兩個反應的
- 平衡常數
- 那麽寫一下 讓我擦掉這些
- 因爲我擦掉這些東西
- 然後就有地方用了
- 那麽第一個反應的平衡常數
- 我可以叫它Ka
- 因爲是酸的平衡反應
- 那麽它將等於它的產物
- 也就是氫離子的濃度乘以
- 共轭堿的濃度 無論這堿是什麽
- 再除以酸的起始濃度
- 弱酸
- 那麽就是HA的濃度
- 很好
- 我也可以寫出這個反應的
- 平衡常數
- 讓我在這寫
- 那麽我將叫它Kb
- 這是堿的平衡反應
- 所以等於產物的濃度
- 不斷改變顏色挺令人討厭的
- 但事實上 我將改變一下
- 因爲更容易看 至少對於我來說
- HA的濃度乘以氫氧根離子的濃度
- 再除以弱堿的濃度
- A-離子
- 記住 這僅僅對弱堿或弱酸
- 是適用的
- 如果我們正在處理強酸
- 或者強堿
- 這不會是平衡反應
- 它僅僅向一個方向進行
- 而當反應向一個方向進行時
- 寫這類平衡反應就沒有意義了
- 或者是平衡常數
- 因爲它沒處於平衡
- 它僅僅向一個方向進行
- 如果A是氯(Cl) 如果這是氫氯酸(HCl)
- 你不能這樣寫
- 你只是會說看
- 如果這有1mol氫氯酸
- 它就會遊離出1mol氫離子
- 在溶液中 和大量不受關注的
- 氯離子
- 盡管它們是共轭堿
- 它們也不會産生任何影響
- 所以你只可以用在
- 記住 弱酸和弱堿身上
- 如此看來
- 我們來看看能否找到Ka和Kb的關係
- 已知什麽條件呢？
- 在兩側都有A-
- 這有H比上… OH比A-
- 我們可以解A-的濃度
- 對嗎？
- 如果我們在等式兩邊乘以
- 在左邊得到Ka乘以
- 這個的倒數
- 那麽乘以HA比H+就等於
- 共轭堿的濃度
- A-的濃度
- 然後我們在這做同樣的運算
- 解A-的濃度
- 那麽爲了解出A-
- 我們需要做兩步
- 那如果我們在兩邊取倒數
- 得到1比Kb等於A-比上
- 共轭酸的濃度乘以
- 氫氧根離子的濃度
- 兩邊相乘
- 那麽A-的濃度等於
- 共轭酸的濃度乘以氫氧根的濃度
- 然後比上堿的平衡常數
- 這是相同的反應 對嗎？
- 給定反應的濃度
- 兩個反應 我將用同一個濃度來算
- 這兩個相等
- 對嗎？
- 這是同一個反應的
- 兩種不同的寫法
- 那麽讓它們彼此相等
- 那讓我來複製粘貼
- 那麽我將說這個 複製
- 等於這個
- 所以這個就等於… 讓我來複製粘貼
- 這兩個是相等的
- 那麽我們看看能否找到
- Ka和Kb的關係
- 那我們能做的是
- 在兩邊除以HA
- 對嗎？
- 那如果兩邊除以HA
- 事實上 我可以早點
- 這樣做
- 如果我消掉HA
- 它們還是相等的
- 讓我把這些擦掉
- 噢 我用了錯誤的工具
- 那麽我可以說
- 它們都等於A-的濃度
- 所以這個和這個相等
- 在兩邊除以HA
- 所以這個和這個都消掉了
- 那麽我們就非常接近那個簡潔的關係了
- 那得到Ka比氫離子的濃度
- 就等於氫氧根離子的濃度除以Kb
- 再交叉相乘
- 所以得到Ka 酸的平衡常數
- 乘以Kb 等於
- 氫氧根離子的濃度
- 乘以氫離子的濃度
- 記住 這是在水溶液中
- 關於這兩個我們學過什麽？
- 關於水溶液中
- 氫離子濃度乘以氫氧根濃度
- 我們學過什麽？
- 例如 我們複習一下 爲了確保
- 我正確地喚起了你的記憶
- 我們有水(H2O)
- 它能遊離出氫離子
- 和氫氧根離子
- 而這個也有一個平衡常數
- 你只需要寫生成物的濃度
- 就是氫離子的濃度乘以
- 氫氧根離子的濃度
- 而且你不必除以這個因爲它是溶劑
- 而我們已經知道這是多少了
- 如果完全是中性水
- 這個就等於10^(-7)
- 這個也等於10^(-7)
- 所以結果等於10^(-14)
- 現在 這兩個濃度可能改變
- 我可能加入更多氫離子
- 也可能加入更多氫氧根離子
- 迄今我們討論的所有東西
- 我們一直在學的
- 就是酸和堿的作用
- 要麽增大這個要麽增大這個
- 但事實說明
- 這是個平衡常數表示它…
- 看 我不關心你對H+做了什麽
- 最後 這個會與
- 氫離子的新濃度匹配
- 而這總是一個常數
- 只要在水溶液中
- 25°C的水溶液中
- 我的意思是 它僅在純水中等於10^(-7)
- 但是無論我們對這個和這個做什麽
- 在水溶液中
- 結果永遠是
- 所以這就是等式的答案
- 這個永遠是10^(-14)
- 如果氫離子濃度乘以
- 氫氧根離子濃度
- 現在它們不再是10^(-7)
- 因爲目前的是弱酸或弱堿
- 所以事實上這些都會變
- 但是如果它們相乘
- 你仍然會得到10^(-14)
- 讓我們在兩邊取負對數
- 讓我把剛寫在這的擦掉
- 我需要些地方
- 假設我們在等式兩邊
- 取負常用對數
- 那麽你得到 讓我換個顏色
- -log 當然是以10爲底的 Ka
- 我換個的顏色來寫
- Ka乘以Kb等於
- 那麽這等於多少呢？
- log10^(-14)就是-14
- 因爲10的-14次方就等於
- 負負得正 所以變成了14
- 所以等式的右邊等於14
- 而這個 我們可以應用對數性質
- 這個和-logKa
- 我們換個顏色 Ka…
- 加上-logKb
- 或者 你可能會想到 這是pKa
- 這是pKb
- 那麽你可以說 這是pKa加pKb
- 噢 我想用藍色
- 加上pKb
- 這些相加等於14
- 那這有什麽用呢？
- 那麽 如果你知道一個弱酸的pKa
- 例如 假設現在有铵根離子(NH4+)
- 這是弱酸 對嗎？
- 它能給出一個質子
- 但是這是可逆反應
- 質子能夠拿回來
- 那這是一個弱酸
- 如果你查維基百科 它會說
- 呐 铵根離子的pKa等於9.25
- 對嗎？
- 所以NH4+的是9.25
- 铵根的
- 那麽铵根的pKb是多少呢？
- 對嘛？
- 讓我寫一下這個反應
- 那麽這是铵根離子
- 處於平衡狀態
- 這是帶正電的
- 它能遊離出一個氫離子
- 僅僅剩下氨
- 那麽這是酸的遊離反應
- 所以這就是與pKa相關的反應
- 那麽反應的平衡常數就是
- 等於9.25
- 如果發生逆反應
- 共轭堿的水解反應
- 就是由氨生成铵根離子
- 加上從水分子奪走氫
- 剩下的
- 如果我想算出pKb
- 或者平衡常數Kb
- 或者這個反應的-logKb
- -logKb 那是多少？
- 呐 這個是9.25
- 而9.25加pKb等於14
- 那14減9.25得多少？
- 是4.75
- 所以我們馬上就得出了共轭堿反應的
- 平衡常數
- 所以知道這個是很有用的
- pKa加pKb等於14
- 一定記住 你看到pKa和pKb時
- 你會問 這是什麽？
- 如果看到p 它是某個數的負對數
- 而在個等式裏
- 這是酸遊離反應的平衡常數的
- 負常用對數
- 加上堿水解反應平衡常數的負對數
- 而它是酸的共轭堿
- 結果總是等於14
- 如果題目是25°C的
- 水溶液
- 大致就是室溫
- 而通常就是這樣啦