解離度について

質問

弱酸および弱塩基の解離度の水素イオン濃度依存性を示す式についてなんですが、

弱酸の場合、HA　+　H2O　⇔　H3O+　+　A-　について考えれば、

解離度α、酸解離定数Kaとした場合、

α=Ka/([H+]＋Ka)になると思うのですが、弱塩基についてはどのように解けばよろしいのでしょうか？

ご教授願いますm(__)m

回答No.2

Kemi33

> 水素イオン濃度依存性
> 弱酸の場合、HA　+　H2O　⇔　H3O+　+　A-　

　という事は「水溶液」を考えているわけですよね。そして，Ka とαの定義から次の２つの式が得られますね。

　Ka=[H+][A-]/[HA]　(1)
　α=[A-]/([HA]+[A-])　(2)

　(2) の分母・分子に [H+]/[HA] を掛けると，

　　α=([H+][A-]/[HA])/{[H+]+([H+][A-]/[HA])}

　これに (1) を代入すると，お書きの α=Ka/([H+]＋Ka) が得られます。

　で，弱塩基の場合も同様に考えれば #1 さんの式が得られます。

　まず，水溶液ですから，弱塩基が反応するのは溶媒の水であり，これは「アレニウス塩基」として考えた場合も「ブレンステッド塩基」として考えた場合も同じです。

　　B　+　H2O　⇔　OH-　+　BH+

　したがって，Kb とαは次の様になります。

　Kb=[OH-][BH+]/[B]　(3)
　α=[BH+]/([B]+[BH+])　(4)

　以下，弱酸の場合と同様の変形を行って [BH+] を消去すれば #1 さんがお書きの α=Kb/([OH-]＋Kb) が得られます。

　また，[OH-] ではなくて [H+] を出したいとの事であれば，Kw=[H+][OH-] を用いて [OH-] を消去する事で次式が得られます。

　　α=Kb[H+]/(Kw＋Kb[H+])

　なお，#1 さんへのお礼で書かれている『回答は弱酸と同様になる』のは，#1 さんがお書きの『共役酸のKaが与えられている場合』であって，「アレニウス塩基」か「ブレンステッド塩基」かには関係しません。

回答No.1

パんだ パンだ（@Josquin）

α=Ka/([H+]＋Ka) が正しいなら、
α=Kb/([OH-]＋Kb) になるでしょう。

塩基の場合は、Kbが与えられている場合と、共役酸のKaが与えられている場合があるので注意してください。

お礼

ありがとうございます。

1つ質問として、Josquinの回答はアレニウス塩基として考えた場合の回答であるとお見受けしますが、それがブレンステッド塩基の場合、回答は弱酸と同様になるのではと考えております。その辺はどうなんでしょうか？