自己解離定数
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/05/30 21:02 UTC 版)
自己解離平衡において、生成したリオニウムとリエイトの濃度の積は温度と圧力に依存する一定の値であり、これを自己解離定数、またはイオン積と呼び Kapで表す。厳密にはイオン濃度の代わりにイオン活量を用いるが、一般的に自己解離により生成するイオン濃度は小さいため無限希釈と見なされ濃度と活量はほぼ一致する。 K a p = [ H 2 S o l + ] [ S o l − ] / m o l 2 L − 2 {\displaystyle K_{\mathrm {ap} }=[\mathrm {H_{2}Sol} ^{+}][\mathrm {Sol} ^{-}]/\mathrm {mol^{2}~L^{-2}} } K W = [ H 3 O + ] [ O H − ] / m o l 2 L − 2 {\displaystyle K_{\mathrm {W} }=[\mathrm {H_{3}O} ^{+}][\mathrm {OH} ^{-}]/\mathrm {mol^{2}~L^{-2}} } である。25 ℃の場合、約10−14である。また、この対数をとって符号を変えた pKap（= −log10 Kap）または pKW （水の場合約14）を自己解離定数またはイオン積と呼ぶこともある。 自己解離定数は溶媒のプロトン供与性および受容性が高いほど大きくなり、また比誘電率が高いほど解離しやすくなる。また溶媒の比電気伝導度は自己解離により生成するイオンの濃度と移動度の積にほぼ比例し、またイオンの移動度は電気泳動的で特にイオン半径の大きなものはストークスの法則に支配され、溶媒和イオンの半径が小さいほど高く、溶媒の粘度に反比例する。ただし、この比伝導度は水分など極微量の不純物に著しく影響され、自己解離定数の小さい溶媒は特に誤差が大きい。 主な溶媒の自己解離定数 pKap溶媒平衡比誘電率比伝導度 / Ω-1cm-1pKap温度水 2 H 2 O ↽ − − ⇀ H 3 O + + OH − {\displaystyle {\ce {2H2O<=>{H3O^{+}}+OH^{-}}}} 78.54 6.40×10−8 13.996 25℃ メタノール 2 CH 3 OH ↽ − − ⇀ CH 3 OH 2 + + CH 3 O − {\displaystyle {\ce {2CH3OH<=>{CH3OH2^{+}}+CH3O^{-}}}} 32.6 1.5×10−9 16.7 25℃ エタノール 2 CH 3 CH 2 OH ↽ − − ⇀ CH 3 CH 2 OH 2 + + CH 3 CH 2 O − {\displaystyle {\ce {2CH3CH2OH<=>{CH3CH2OH2^{+}}+CH3CH2O^{-}}}} 24.3 1.35×10−9 19.1 25℃ エチレングリコール 2 HO ( CH 2 ) 2 OH ↽ − − ⇀ HO ( CH 2 ) 2 OH 2 + + HO ( CH 2 ) 2 O − {\displaystyle {\ce {2HO(CH2)_{2}OH<=>{HO(CH2)_{2}OH2^{+}}+HO(CH2)_{2}O^{-}}}} 40.8 1.16×10−6 14.2 25℃ ホルムアミド 2 HCONH 2 ↽ − − ⇀ HCONH 3 + + HCONH − {\displaystyle {\ce {2HCONH2<=>{HCONH3^{+}}+HCONH^{-}}}} 109.5 2×10−7 16.8 25℃ アセトニトリル 2 CH 3 CN ↽ − − ⇀ CH 3 CNH + + CH 2 CN − {\displaystyle {\ce {2CH3CN<=>{CH3CNH^{+}}+CH2CN^{-}}}} 36.0 1.76×10−7 (20℃) 28.5 25℃ フルオロスルホン酸 2 HSO 3 F ↽ − − ⇀ H 2 SO 3 F + + SO 3 F − {\displaystyle {\ce {2HSO3F<=>{H2SO3F^{+}}+SO3F^{-}}}} 150 1.085×10−4 7.6 25℃ 硫酸 2 H 2 SO 4 ↽ − − ⇀ H 3 SO 4 + + HSO 4 − {\displaystyle {\ce {2H2SO4<=>{H3SO4^{+}}+HSO4^{-}}}} 101 1.044×10−2 2.9 25℃ 硝酸 2 HNO 3 ↽ − − ⇀ NO 2 + + NO 3 − + H 2 O {\displaystyle {\ce {2HNO3<=>{NO2^{+}}+{NO3^{-}}+H2O}}} - 3.72×10−2 1.2 25℃ フッ化水素 2 HF ↽ − − ⇀ H 2 F + + F − O {\displaystyle {\ce {2HF<=>{H2F^{+}}+F^{-}O}}} 83.6 1.6×10−6 9.7 0℃ ギ酸 2 HCOOH ↽ − − ⇀ HCOOH 2 + + HCOO − {\displaystyle {\ce {2HCOOH<=>{HCOOH2^{+}}+HCOO^{-}}}} 58.5 6.08×10−5 6.2 25℃ 酢酸 2 CH 3 COOH ↽ − − ⇀ CH 3 COOH 2 + + CH 3 COO − {\displaystyle {\ce {2CH3COOH<=>{CH3COOH2^{+}}+CH3COO^{-}}}} 6.13 (20℃) 1.12×10−8 14.45 25℃ シアン化水素 2 HCN ↽ − − ⇀ HCNH + + CN − {\displaystyle {\ce {2HCN<=>{HCNH^{+}}+CN^{-}}}} 118.8 (18℃) 5×10−7 (0℃) 18.7 12℃ アンモニア 2 NH 3 ↽ − − ⇀ NH 4 + + NH 2 − {\displaystyle {\ce {2NH3<=>{NH4^{+}}+NH2^{-}}}} 22.416.9 2.97×10−7 (−35℃) 32.527.7 −33℃25℃ エタノールアミン 2 H 2 N ( CH 2 ) 2 OH ↽ − − ⇀ H 3 N ( CH 2 ) 2 OH + + H 2 N ( CH 2 ) 2 O − {\displaystyle {\ce {2H2N(CH2)2OH<=>{H3N(CH2)2OH^{+}}+H2N(CH2)2O^{-}}}} 37.7 - 5.2 25℃ エチレンジアミン 2 H 2 N ( CH 2 ) 2 NH 2 ↽ − − ⇀ H 2 N ( CH 2 ) 2 NH 3 + + H 2 N ( CH 2 ) 2 NH − {\displaystyle {\ce {2H2N(CH2)2NH2<=>{H2N(CH2)2NH3^{+}}+H2N(CH2)2NH^{-}}}} 12.9 9×10−8 15.3 25℃
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