1. Jämviktsreaktionerna:
* Acid Dissociation: Tänk på en svag syra, HA, som dissocierar i vatten:
HA(aq) + H₂O(l) ⇌ H3O⁺(aq) + A⁻(aq)
med en sur dissociationskonstant, Ka:
Ka =[H₃O⁺][A⁻] / [HA]
* Bashydrolys: Den konjugata basen, A⁻, genomgår hydrolys:
A⁻(aq) + H₂O(l) ⇌ HA(aq) + OH⁻(aq)
med en bashydrolyskonstant, Kb:
Kb =[HA][OH⁻] / [A⁻]
2. Kombinera jämvikten:
* Multiplicera Ka- och Kb-uttrycken:
Ka * Kb =([H₃O⁺][A⁻] / [HA]) * ([HA][OH⁻] / [A⁻])
* Förenkla: Lägg märke till att [HA] och [A⁻] tar bort.
Ka * Kb =[H₃O⁺][OH⁻]
3. Jonprodukten av vatten:
* Kw-definition: Jonprodukten av vatten, Kw, definieras som:
Kw =[H₃O⁺][OH⁻]
4. Slutsatsen:
* Kombinera ekvationerna: Eftersom vi visade att Ka * Kb =[H₃O⁺][OH⁻] och Kw =[H₃O⁺][OH⁻], kan vi dra slutsatsen:
Kw =Ka * Kb
Därför är jonprodukten av vatten (Kw) lika med produkten av syradissociationskonstanten (Ka) och bashydrolyskonstanten (Kb) för ett konjugerat syra-baspar.
Viktig anmärkning: Detta förhållande belyser det ömsesidiga beroendet av syra- och basstyrkor inom ett konjugatpar. Om en medlem av paret är en stark syra (stor Ka), kommer dess konjugerade bas att vara en svag bas (liten Kb) och vice versa. Detta säkerställer att Kw förblir konstant vid en given temperatur.
