18.10. Ионизация карбоновых кислот. Константа кислотности

В водном растворе карбоновая кислота существует в равновесии с карбоксилат-анионом ионом водорода (в действительности гидроксоний-ионом )

Как и для любого равновесия, концентрации отдельных компонентов этой равновесной смеси связаны между собой уравнением

(Поскольку концентрация воды, растворителя, остается практически постоянной, этот член в уравнении обычно не учитывается.) Константа равновесия называется в данном случае константой кислотности (а от английского кислота).

Для каждой карбоновой кислоты характерно свое значение указывающее силу этой кислоты. Поскольку константа кислотности выражает отношение концентраций ионизованной и неионизованной форм вещества, то большее значение соответствует большей степени ионизации (в данных условиях) и более сильной кислоте. Поэтому значения используют как точную меру для сравнения силы различных кислот.

Как видно из данных табл. 18.2, незамещенные алифатические и ароматические кислоты имеют значения порядка Это означает, что они являются очень слабокислыми веществами с весьма незначительной тенденцией к отдаче протонов.

По тем же причинам карбоксилат-анионы являются умеренно основными веществами и обладают значительной тенденцией к связыванию протонов. Они реагируют с водой, увеличивая концентрацию ионов гидроксила, — реакция, которую часто называют гидролизом. В результате этого водные растворы солей карбоновых кислот являются слабощелочными.

(Основность водных растворов солей карбоновых кислот, безусловно, связана главным образом с наличием карбоксилат-анионов, а не относительно небольшого числа гидроксил-ионов, которые генерируются в этом растворе.)

Относительная кислотность и основность изменяются в следующем порядке:

Некоторые замещенные кислоты гораздо сильнее или слабее по сравнению с такой типичной кислотой, как Ниже будет показано, что увеличение или уменьшение кислотности вследствие наличия заместителя может быть объяснено вполне логично; однако вначале следует немного больше узнать о химическом равновесии вообще.