为什么Ka°=(CH+)²/ CHAC可以用来测定溶液浓度极稀的HAc？

Question

如题所述

Answer 1

Ka（酸解离常数）是描述酸的强度的一个指标，它是酸解离产生的[H+]和[HA]浓度之积与[ A-]浓度之积的比值，即
Ka = [H+][A-] / [HA]
其中，[H+]表示氢离子浓度，[A-]表示酸的共轭碱的浓度，[HA]表示未解离的酸的浓度。
对于弱酸HA，其Ka值可以用以下公式计算：
Ka = [H+]² / [HA]
其中，[H+]表示氢离子浓度，[HA]表示未解离的酸的浓度。
对于一定浓度的弱酸HA，其Ka值是一个常数，可以通过实验测定得到。当HA分子与水分子发生反应时，会形成少量的H+和A-离子，而HA的浓度相对较高，可以近似看作未解离的HA浓度，因此可以将Ka表示为[H+]²/ [HA]。这个公式可以用来计算H+离子的浓度，从而推算出弱酸HA的浓度。
在实际测定中，如果我们将一定量的弱酸HA溶解在水中，可以测定出其pH值，那么就可以通过Ka值计算出[H+]的浓度，从而推算出HA的浓度。在浓度极稀的情况下，HA的浓度非常小，可以近似看作[HAc]≈[Ac-]，这时可以用[H+]²/ Ka来计算[HAc]的浓度，从而推算出溶液中HAc的浓度。因此Ka值可以用来测定溶液浓度极稀的HAc。

Answer 2

Ka是指酸的酸解离常数，它等于酸的离解度平方除以未离解酸的浓度。在稀溶液中，HAc可以看作未离解的物质，因此可以用Ka来表示酸的离解程度。
对于弱酸HAc，在水中的离解反应如下：
HAc + H2O H3O+ + Ac-
根据酸解离常数的定义，有：
Ka = [H3O+][Ac-] / [HAc]
当HAc的浓度很小，比如说0.01M以下时，它的浓度可以近似看作[HAc] = [Ac-]，因为只有很小一部分HAc离解成了Ac-，而Ac-的浓度近似等于离解的HAc的浓度。
此时，Ka可以近似表示为：
Ka ≈ [H3O+]² / [HAc]
也就是说，浓度很小的HAc溶液的酸解离常数Ka近似等于[H3O+]²除以HAc的浓度。因此，可以通过测定稀溶液中[H3O+]的浓度，用Ka计算出HAc的浓度。而[H3O+]的浓度可以通过pH计算出来，因此可以用pH和Ka来测定极稀溶液中HAc的浓度。