Heikko happo ja happovakio

• Heikot hapot protolysoituvat vedessä vain osittain.
• Heikon hapon HA protolyysi
  • [[$HA\left(aq\right)+H_2O\left(l\right)\ \xrightleftharpoons[]{}\ A^-\left(aq\right)+H_3O^+\left(aq\right)$]]
  • 
    [[$tässä\ A^-\ on\ happoa\ HA\ vastaava\ vastinemäs$]]
  • 
    [[$K=\frac{\left[A^-\right]\cdot\left[H_3O^+\right]}{\left[HA\right]\cdot\left[H_2O^{ }\right]}\ \ \Leftrightarrow\ K\cdot\left[H_2O\right]=K_a=\frac{\left[A^-\right]\cdot\left[H_3O^+\right]}{\left[HA\right]}{,}\ jossa\ K_a\ on\ happovakio$]]
    • Huom! happovakion lausekkeen konsentraatiot ovat tasapainokonsentraatioita

• Happo on sitä vahvempi, mitä suurempi on sen happovakio (mitä enemän HA luovuttaa protoneita vesimolekyylille)
• Protolysoitumisaste, α
  • [[$\alpha=\frac{\left[A^-\right]}{\left[HA\right]_{alkuper}}\cdot100\%$]]

Heikko emäs ja emäsvakio

• Heikolla emäksellä B on tasapaino
  • [[$B\left(aq\right)+H_2O\left(l\right)\ \xrightleftharpoons[]{}\ BH^+\left(aq\right)+OH^-\left(aq\right)$]]
  • tässä BH⁺ on emästä B vastaava vastinhappo
• tasapainovakion lauseke
  • [[$K=\frac{\left[BH^+\right]\cdot\left[OH^-\right]}{\left[B\right]\cdot\left[H_2O\right]}$]]
• emäsvakio
  • [[$K\cdot\left[H_2O\right]=K_b=\frac{\left[BH^+\right]\cdot\left[OH^-\right]}{\left[B\right]}$]]
• protolysoitumisaste
  • [[$\alpha=\frac{\left[BH^+\right]}{\left[B\right]_{alussa}}\cdot100\%$]]
• esimerkki
  • [[$Laske\ etikkahappoliuoksen{,}\ jonka\ konsentraatio\ on\ 0{,}3\ \frac{mol}{l}{,}\ pH\ ja\ protolysoitumisaste.$]]
    • 

[[$Huom!\ hapon\ HA\ happovakiolle\ ja\ tätä\ happoa\ vastaavan\ emäksen\ A^-\ emäsvakion\ kesken\ on\ voimassa:\ K_a\left(HA\right)\cdot K_b\left(A^-\right)=K_w=1{,}008\cdot10^{-14}\ \left(\frac{mol}{l}\right)^2$]]

pH:n laskeminen

1. Vahvat hapot

• happovakio, K_a > 1 eli protolysoituvat täysin
• [[$\left[H_3O^+\right]\ saadaan\ suoraan\ vahvan\ hapon\ konsentraatiosta\ \left(K_a\ ei\ tarvita\right)$]]

2. Heikot hapot

• [[$\left[H_3O^+\right]\ tasapainotilassa\ saadaan\ happovakion\ K_a\ avulla\ \Rightarrow\ pH=-\lg\left[H_3O^+\right]$]]

3. Vahvat emäkset

• [[$\left[OH^-\right]\ saadaan\ suoraan\ emäksen\ konsentraatiosta\ \left(K_b\ ei\ tarvita\right)$]]

4. Heikot emäkset

• [[$\left[OH^-\right]\ saadaan\ emäsvakion{,}\ K_b\ avulla$]]
• 
  [[$lasketaan\ \left[H_3O^+\right]=\frac{K_w}{\left[OH^-\right]}\ ja\ pH=-\lg\left[H_3O^+\right]\ tai$]]
• 
  [[$lasketaan\ pOH=-\lg\left[OH^-\right]\ ja\ pH=14-pOH$]]

Kotitehtävät 28.4. : 116, 119 ja 127