Što je Ionizacijska konstanta?

Ionizacijska konstanta, također nazvana kiselinska ili bazna ionizacijska konstanta, matematička je konstanta koja se koristi u kemiji za mjerenje kiselosti ili bazičnosti otopine. Kiseline i baze su kemijski spojevi koji se potpuno ili djelomično raspadaju na svoje komponente kada se otapaju u vodi. Oni ioniziraju ili se razbijaju na pozitivno i negativno nabijene atome ili molekule zvane ioni. Što se kiselina ili baza potpunije raspadne, to će njezina otopina biti kiselija ili bazičnija, a njena konstanta ionizacije kiseline ili baze je viša.

Kiseline i baze mogu se podijeliti u dvije kategorije: jake kiseline i baze te slabe kiseline i baze. Jake kiseline i baze u otopini se potpuno disociraju na svoje sastavne ione, ali slabe kiseline i baze ne. Slaba kiselina, kao što je octena kiselina, samo se djelomično disocira na ione u vodi i može se transformirati u molekule u otopini.

Dok reagira s vodom, octena kiselina se neprestano otapa i reformira, tako da nema neto promjene u koncentraciji bilo koje tvari u otopini. Atom vodika odvaja molekulu octene kiseline da se veže s vodom i formira hidronijev ion, ostavljajući iza sebe acetatni ion. Budući da je ova reakcija reverzibilna i može ići u bilo kojem smjeru, odgovarajuće koncentracije hidronija, acetata i octene kiseline ne mijenjaju se tijekom vremena. Za sustav se kaže da je u dinamičkoj ravnoteži.

Ionizacijska konstanta je posebna vrsta konstante ravnoteže, koja se koristi za opisivanje situacije u kojoj je slaba kiselina ili baza postigla ravnotežu. Kao i druge vrste konstanti ravnoteže, izračunava se korištenjem koncentracije svake kemijske komponente u otopini u ravnoteži. Koncentracije su dane u broju molova, jedinici koja se koristi u kemiji za kvantificiranje količine kemijske tvari.

Pri određivanju ionizacijske konstante slabe kiseline, koncentracije dviju ionskih komponenti kiseline se množe, a produkt se zatim podijeli s koncentracijom molekularne kiseline u otopini. Na primjer, s octenom kiselinom, koncentracija hidronijevih iona bi se pomnožila s koncentracijom acetatnih iona. Produkt bi se zatim podijelio s koncentracijom kompletnih molekula octene kiseline. Ovaj konačni broj je konstanta ionizacije.

Ionizacijske konstante mogu se jako razlikovati, pa znanstvenici često radije koriste logaritamsku ljestvicu, matematičku pretvorbu koja se temelji na faktorima deset, za mjerenje vrijednosti. Broj modificirane ionizacijske konstante jednak je negativnom logaritmu izvorne vrijednosti. Prednost korištenja faktora deset je u tome što se mjerenje pretvara u manju skalu, tako da, na primjer, modificirane ionizacijske konstante kiselina variraju samo od oko -2 do 12 kada se mjere na ovaj način, umjesto da obuhvaćaju mnogo šire spektar brojčanih vrijednosti.