आम्ल पृथक्करण स्थिरांक

आम्ल पृथक्करण स्थिरांक , K_a, (किंवा आम्लता स्थिरांक) हे द्रावणातील आम्लाच्या शक्तीचे संख्यात्मक एकक आहे. प्रत्येक आम्लाला वेगवेगळा K_a असतो. तो आम्ल-अल्कली यांच्या संदर्भातील रासायनिक अभिक्रियांमध्ये समतोलता स्थिरांक असतो. K_aची किंमत जितकी अधिक, तितके द्रावणातील रेणूंच्या पृथक्करणाचे प्रमाण अधिक व आम्लही तितकेच अधिक शक्तिशाली होते. अशाप्रकारे शक्तिशाली आम्लाला आपल्याजवळचे उदजन अयन काढून टाकायचे असतात.

ॲसेटिक आम्ल हे दुर्बल आम्ल एक प्रोटॉन (हिरव्या रंगात दाखवलेला उदजन अयन) एका समतोल अभिक्रियेमध्ये पाण्याला प्रदान करते. यातून ॲसिटेट हा ऋण अयन व हायड्रॉनियम हा धन अयन मिळतो. लाल: प्राणवायू, काळा: कार्बन, पांढरा: उदजन.

आम्ल पृथक्करण स्थिरांकाचा pH शी घोटाळा करू नये. pH म्हणजे द्रावण किती आम्लीय किंवा अल्कली आहे, त्याचे प्रमाण. शक्तिशाली आम्ल पाण्यात घातल्यास मिळणाऱ्या द्रावणाचा pH कमी असेल (उदा. २) तर दुर्बल आम्ल पाण्यात घातल्यास मिळणाऱ्या द्रावणाचा pH तुलनेने अधिक असेल. (उदा. ५)

आम्ल पृथक्करणाची स्थिरता पुढीलप्रमाणे लिहिता येते:

$\mathrm {HA\rightleftharpoons A^{-}+H^{+}}$

जेथे HA या सामान्य आम्लाचे A⁻ व H⁺ मध्ये विघटन होते. A⁻ हा आम्लापासून मिळणारा ऋण अयन (किंवा संयुग्म आम्लारी) आहे व H⁺ हा धन हायड्रोजन अयन किंवा प्रोटॉन आहे. हा पाण्यात केलेल्या द्रावणात पाण्याच्या रेणूसह हायड्रॉनियम हा धन आयन तयार करतो. चित्रात दाखवेल्या उदाहरणामध्ये ॲसेटिक आम्ल हे वरील सूत्रातील HAच्या जागी असून A⁻ हे ॲसिटेट अयनाच्या किंवा संयुग्म आम्लारीच्या जागी आहे. HA, A⁻ व H⁺ या रसायनशास्त्रीय प्रकारांचे जेव्हा विशिष्ट काळात तीव्रता बदलत नाही तेव्हा ते संतुलित असल्याचे मानले जाते. प्रुथक्करण स्थिरांक हा संतुलनाच्या वेळी असलेल्या HA, A⁻ व H⁺ या रसायनशास्त्रीय प्रकारांचा भागाकर म्हणून मांडला जातो. त्याचे एकक मोल प्रतिलिटर हे आहे.

$K_{\mathrm {a} }=\mathrm {\frac {[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}}$

K_aच्या मूल्यांची विशालता फार मोठी असल्याने पृथक्करण स्थिरांकाचे घातांक गणितीय) प्रमाण अधिक वापरण्यात येते. हा घातांक गणितीय स्थिरांक pK_a हा −log₁₀ K_a ने काढता येतो. या घातांक गणितीय स्थिरांकालाच कधीकधी चुकून आम्ल पृथक्करण स्थिरांक मानले जाते.

$\ \mathrm {p} K_{\mathrm {a} }=-\log _{10}K_{\mathrm {a} }$

pK_aची किंमत जितकी जास्त तितके त्या द्रावणाचे कोणत्याही pH मध्ये पृथक्करण कमी होते व ते आम्ल अधिक दुर्बल होते. दुर्बल आम्लाचा pK_a हा अंदाजे -२ ते १२ च्या दरम्यान असतो. शक्तिशाली आम्लाचा pK_a हा -२ पेक्षा कमी असतो. तो इतका कमी असतो की पृथक्करण न झालेल्या आम्लाच्या रेणूंचे मापन करणे अशक्यच होते. त्यामुळे शक्तिशाली आम्लांच्या pK_aचे मापन अरण्यासाठी गणितीय सूत्रे किंवा सिद्धांत तसेच पृथक्करण स्थिरांक कमी असलेल्या ॲसिटोनायट्राइल व डायमिथाईलसल्फॉक्साईड सारख्या अजलीय द्रावणांचा वापर करावा लागतो.