تعريف 10.10الكيمياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 10 — توازنات حمض–قاعدة وطريقة التفاعل الغالب
في محلول يحوي عدة أحماض وقواعد، يكون التفاعل الغالب هو التفاعل ذا الثابت الأكبر بين أقوى حمض وأقوى قاعدة حاضرين. وحين يكون كمّيًا يُعامَل على أنه تام، ويُستبدل بالمحلول المحلولُ المكافئ: أي المحلول الذي نحصل عليه بعد اكتمال هذا التفاعل، والذي له pH المحلول الحقيقي نفسه.
سلّم pKa (مرسوم وقيم pKa تتزايد صعودًا؛ والقيم على اليمين). يتفاعل الحمض تفاعلًا مواتيًا مع كل قاعدة تقع فوقه على السلّم: هنا حمض الإيثانويك مع الأمونيا، K=109.25−4.76=104.49.
pH محاليل حمض الإيثانويك بدلالة pC، محسوبًا حسابًا دقيقًا من حصيلة الشحنات. فالحمض المركز قليل التفكك ويتبع 21(pKa+pC)؛ وإذا خُفف دون نحو 10−6 mol/L تفكك كليًا وسلك سلوك حمض قوي؛ وفي التخفيف الشديد جدًا يؤول pH إلى 7.
أمثلة
مثال 10.13(حمض الإيثانويك والأمونيا)
لنخلط 0.10mol من حمض الإيثانويك و0.10mol من الأمونيا في 1.0L. أقوى حمض هو CHX3COOH، وأقوى قاعدة NHX3: CHX3COOH+NHX3CHX3COOX−+NHX4X+، K=109.25−4.76=104.49، تفاعل كمّي. ويحوي المحلول المكافئ0.10mol/L من CHX3COOX− ومن NHX4X+. وتفاعله الغالب، NHX4X++CHX3COOX−NHX3+CHX3COOH، ثابته صغير 10−4.49 ويُبقي [NHX3]=[CHX3COOH]، ومنه، كما في الأمفوليت، pH=21(4.76+9.25)=7.01.
مثال 10.15(حمض الفوسفوريك عند 0.10mol/L)
التفاعل الغالب هو الحمضية الأولى. مع x=[HX3OX+]، x2/(0.10−x)=10−2.15؛ وهنا ليس x صغيرًا مقارنةً بالتركيز C، فتُحل المعادلة التربيعية x2+Ka1x−Ka1C=0: x=0.0233mol/L، pH=1.63. أما الحمضية الثانية (pKa2=7.21) فلا تسهم بشيء عند هذا pH.