Acid acetic (CH3COOH) là một ví dụ của một loại acid. Acid này chứa một nhóm methyl (CH3) và một nhóm carboxyl (COOH) được liên kết cộng hóa trị. Nhóm carboxyl có khả năng mất một proton và "tặng" nó cho một phân tử nước (H2O), tạo ra anion acetat (CH3COO-) và cation hydroni (H3O+).
Hằng số điện ly acid, Ka, là một chỉ số định lượng cho độ mạnh của một acid trong dung dịch. Nó đại diện cho hằng số cân bằng của một phản ứng hóa học, chẳng hạn như phản ứng acid-base. Hằng số này phản ánh khả năng điện ly của cặp acid-base liên hợp.
Trong dung dịch, sự cân bằng của acid phân ly có thể được biểu diễn như sau: HA + H2O ⇌ A- + H3O+
Trong đó, HA là một acid phân ly thành A-, và A- là một base liên hợp kèm theo một ion hydroni (hoặc oxoni) trong dạng kết hợp với một phân tử nước. Ví dụ trên minh họa, HA đại diện cho acid acetic và A- đại diện cho ion acetat.
Các thành phần HA, A-, và H3O+ được coi là ở trạng thái cân bằng khi nồng độ của chúng không thay đổi theo thời gian. Hằng số điện ly thường được biểu diễn dưới dạng một tỷ số của nồng độ cân bằng (đơn vị mol/L), được ký hiệu là [HA], [A-], và [H3O+]:
Ka = [A-][H3O+]/[HA][H2O]
Trong hầu hết các trường hợp, nồng độ nước có thể được xem như một hằng số bằng 1 và có thể bỏ qua. Vì vậy, phương trình trên có thể được viết đơn giản hơn:
HA ⇌ A- + H+ : Ka = [A-][H+]/[HA]
Giá trị pKa là một đại lượng thực tế và phổ biến hơn được tính như sau:
pKa = -log10(Ka)
Theo định nghĩa ban đầu của Svante Arrhenius, acid là chất phân ly trong dung dịch nước, giải phóng ion hydro H+ (một proton). Điều này được biểu diễn như sau: HA ⇆ A- + H+
Hằng số cân bằng cho phản ứng phân ly này được gọi là hằng số phân ly. Proton được giải phóng kết hợp với một phân tử nước để tạo ra ion hydroni (hoặc oxoni) H3O+ (các proton tự do không tồn tại trong dung dịch). Vì vậy, Arrhenius đề xuất rằng sự phân ly nên được viết dưới dạng phản ứng acid-base:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
Brønsted và Lowry đã khái quát hóa điều này hơn nữa thành phản ứng trao đổi proton:
acid + base ⇆ base liên hợp + acid liên hợp
Qua bài viết này, hy vọng bạn đã hiểu thêm về khái niệm và ý nghĩa của hằng số điện ly acid.
