Stærke vs. svage syrer/baser

Kemi A · STX · A-niveau · Syre-base-kemi

🧪 Stærke vs. svage syrer/baser

Stærke syrer dissocierer fuldstændigt i vand: HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl⁻(aq). 100% går til ioner. Eksempler: HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄ (1. trin), HClO₄.

Stærke baser (i vandig opløsning): NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂. Dissocierer fuldstændigt til OH⁻. Svage syrer dissocierer kun delvist (ligevægt): CH₃COOH(aq) ⇌ CH₃COO⁻(aq) + H⁺(aq). Ka < 1, typisk 10⁻³ til 10⁻¹⁰. Eksempler: eddikesyre (Ka = 1,8·10⁻⁵), HF (Ka = 6,8·10⁻⁴), HCN (Ka = 6,2·10⁻¹⁰), kulsyre H₂CO₃, fosforsyre H₃PO₄.

Svage baser: NH₃ (Kb = 1,8·10⁻⁵), aminer (CH₃NH₂), pyridin.

Beregning af pH for stærke syrer: pH = -log[c]. 0,01 M HCl → pH = 2.

Beregning af pH for svage syrer: brug ligevægtsudtrykket. Ka = [A⁻][H⁺]/[HA]. Antagelse: [A⁻]≈[H⁺]=x, [HA]≈c-x≈c (ved svag dissociation). x ≈ √(Ka·c). pH = -log x.

Eksempel: 0,1 M CH₃COOH (Ka=1,8·10⁻⁵). [H⁺] ≈ √(1,8·10⁻⁵·0,1) = 1,3·10⁻³. pH = 2,87. Dissociationsgrad α = x/c = 1,3% (kun 1,3% af molekyler er dissocieret!).

Forskel mellem styrke og koncentration: stærk fortyndet syre kan have højere pH end svag koncentreret. 0,001 M HCl (pH=3) er mindre sur end 1 M eddikesyre (pH=2,4).

Læringsmål

• Skelne mellem stærke og svage syrer/baser ud fra dissociationsgrad
• Beregne pH for stærke syrer/baser direkte ud fra koncentration
• Beregne pH for svage syrer ved hjælp af Ka og tilnærmelsen x ≈ √(Ka·c)
• Beregne dissociationsgraden α for en svag syre
• Forklare hvorfor en fortyndet stærk syre kan have højere pH end en koncentreret svag syre

Sådan kan du arbejde med emnet

• Forklar forskellen mellem en stærk og en svag syre med hensyn til dissociation
• Beregn pH for en stærk syre med given koncentration
• Forklar, hvorfor pH for en svag syre ikke kan beregnes på samme simple måde som for en stærk syre

Eksperiment-forslag

• Beregn pH for 0,01 M HCl og for 0,1 M CH₃COOH (Ka=1,8·10⁻⁵), og sammenlign.
• Beregn dissociationsgraden α for 0,1 M eddikesyre, og forklar hvad tallet betyder.
• Forklar hvorfor 0,001 M HCl (pH=3) er mindre sur end 1 M eddikesyre (pH=2,4).
• Lav en oversigt over Ka-værdier for HF, HCN og H₂CO₃, og ranger dem efter syrestyrke.

Brobygning

Forståelsen af svage syrers ligevægt fører direkte til Ka/Kb-beregninger og bufferteori.