تسجيل الدخول

تسجيل

ثابت التأين Ionization Constant

المؤلف:  فداء حسن مرعي الطائي

المصدر:  تعيين ثوابت التأين لبعض المركبات المشتقة من البنزوايل اسيتون والداي ميدون

الجزء والصفحة:  ًص14-15

2024-07-03

2089

تعد نظرية⁽¹⁾ لوري-برونشتد (Bronsted Lowry Theory) هي الاحسن وصفا والاكثر قبولا لوصف عملية التأين لكل من الحوامض والقواعد، حيث يمكن تعريف ثابت التأين بانه النسبة بين تركيز الحامض أو (القاعدة) المتأين على تركيز المادة غير المتأينة. ويمكن تعريف الحامض بحسب نظرية برونشتد هو المادة التي تمنح بروتونا اما القاعدة فهي المادة التي تستقبل بروتونا.

والعملية الموضحة في هذه المعادلة هي عملية عكسية ويقال عن الحامض والقاعدة بانهما يقترن احدهما بالاخر. ويستعمل ثابت التأين مقياسا⁽⁷²⁾ لقوة الحامض أو القاعدة وتختلف الحوامض في قابليتها على منح بروتون اذ ان الحوامض القوية مثل HCl تتأين كليا في الماء بينما الحوامض الضعيفة مثل حامض الخليك يتأين جزئيا فقط وبما ان تفاعلات الحوامض والقواعد عمليات ذات توازن فيمكن وصفها باستخدام ثابت التوازن K.

ويمكن التعبير عن تأين الحامض الضعيف بالمعادلة التالية:

والتي منها يعبر عن ثابت التأين الثرموديناميكي (Thermodynamic ionization constant) (k_a) بالعلاقة الاتية:

a : تمثل الفعالية لكل نوع ايوني أو جزيئة.

اما القاعدة الضعيفة فتتأين كما يأتي:

وعند درجة حرارة معنية تكون الثوابت التي عبر عنها بالمعادلتين (15) و(17) كميات داينمية حرارية وتعرف على انها ثوابت تأين داينمي حراري، وسيرمز بالرمز  ان هذه الكمية لا تعتمد على التركيز وذلك لان الحدود الداخلة في حسابها تكون على شكل حدود فعالية أو معبر عنها بدلالة الفعالية، وكما هو معلوم فان:

K_a + K_b = 14  . . . . . . . . . (18)

يستخدم احيانا ثابتا من نوع اخر هو ثابت تأين بدلالة التركيز يرمز له بالرمز   (The concentration Ionization constant). للحوامض، كما موضح.

ذلك ان الاقواس المربعة [ ] تعني التركيز لكل نوع ايوني وبدلالة المولارية أو المولالية، واذ ان الفعالية (a) ترتبط بالتركيز (C) من خلال العلاقة التالية:

لوحظ انه عند التراكيز الواطئة أو عند التخفيف اللانهائي فان   تقترب من الواحد وبهذا فان الفعالية تساوي أو تقترب من التركيز وبهذا يتساوى ثابتا التوازن بدلالة الفعالية والتركيز.

كما يلاحظ ان التوازن⁽²⁾ في الحوامض القوية يميل نحو اليمين ويكون ثابت الحامضية كبيرا اما في الحوامض الاضعف فانه نتيجة التوازن نحو اليسار ويكون ثابت الحامضية صغيرا ويعبر عن قوة الحامضية باستخدام قيم pk_a بحيث يمكن الحصول عليها من المعادلة الاتية:

pk_a = - log k_a   . . . . . . . . . (22)

مما تقدم يمكن القول انه كلما كانت قيمة pk_a اقل كان الحامض اقوى وكلما كانت قيمة pk_a اكبر كانت القاعدة اقوى وهكذا.

--------------------------------------------------------------------------------------------

1. A. Albert and E.P. Serjeant, (1984), “The Determination of Ionization Constant”, 3^rd ed., Chapman and Hall, London, New York, pp. 128-207.
2. خالد محمود داؤد ومحمد نزار ابراهيم، (1990)، "ميكانيكية التفاعلات العضوية"، مطبعة دار الحكمة، ص75-80.