Svag syre

En svag syre er en syre, der ikke afgiver alle dens hydroner i en vandig opløsning. Disse syrer har højere syrestyrkeeksponenter $p{K}_s$ sammenlignet med stærke syrer, som afgiver alle deres protoner, når de opløses i vand. Svage syrer er ofte lange og organiske syrer. Af de mest kendte svage syrer kan nævnes myresyre (HCOOH), eddikesyre (CH₃COOH) og propansyre (CH₃CH₂COOH).

pH

Når en monovalent syre opløses i vand, indtræder ligevægten

$\text{HA (aq)}+{\text{H}}_2\text{O}\text{ (l)}\rightleftharpoons {\text{A}}^{-}\text{ (aq)}+{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\text{ (aq)}$

hvor HA er syren og ${\text{A}}^{-}$ er den korresponderende base. Syrens dissociation er beskrevet med syrestyrkekonstanten $K_s$:

$K_s=\frac{[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}][{\text{A}}^{-}]}{[\text{HA}]}$

hvor

$p{K}_s=-\log K_s$

For en ideel opløsning er pH en funktion af hydronium-koncentrationen ${\text{[H}}_3{\text{O}}^{+}]$:

$pH=-\log [{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]$

Hvis hydronium-koncentrationen er givet ved $x$, er koncentrationen af den korresponderende base ligeledes $x$, mens syrekoncentrationen er den oprindelige koncentration minus $x$.

$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}]=x$

$[{\text{A}}^{-}]=x$

$[\text{HA}]=c_s-x$

Syrestyrkekonstanten bliver altså:

$K_s=\frac{x^2}{c_s-x}$

Generel svag syre

Dvs.:

$\begin{array}{cc}{K}_s{c}_s-K_{s}x& =x^2\\ 0& =x^2+K_{s}x-K_s{c}_s\end{array}$

Dette er en andengradsligning, hvor løsningen er:

$x=-\frac{K_s}{2}+\sqrt{\frac{K_s^2}{4}+K_s{c}_s}$

Altså er pH:

$pH=-\log (x)=-\log (-\frac{K_s}{2}+\sqrt{\frac{K_s^2}{4}+K_s{c}_s})$

Meget svag syre

For meget svage syrer

$x\ll c_s$

kan syrestyrkekonstanten approksimativt skrives:

$K_s=\frac{x^2}{c_s}$

I så fald er pH:

$pH=-\log \left(\sqrt{K_s{c}_s}\right)$

hvilket er det samme som:

$pH=\frac{1}{2}\cdot (p{K}_s-\log \left(c_s\right))$