Как да изчислим процентната дисоциация

Когато във водата се поставят силни киселини, те напълно се дисоциират. Тоест, цялата киселина (НА) се отделя на протони (Н⁺) и техните придружаващи аниони (A¯).

За разлика от това, слабите киселини, поставени във воден разтвор, не се дисоциират напълно. Степента, до която те се разделят, се описва от дисоциационната константа K_а:

К_а = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA]

Количествата в квадратни скоби са концентрациите на протоните, анионите и непокътнатата киселина (НА) в разтвор.

К_а е полезен за изчисляване на процента на дадена слаба киселина, която се дисоциира в разтвор с известна киселинност или рН.

Спомнете си, че рН се определя като отрицателен логаритъм на концентрацията на протона в разтвор, който е същият като 10, повишен до отрицателната степен на концентрацията на протона:

pH = -log₁₀[H⁺] = 10^{- [H +]}

[H⁺] = 10^-pH

К_а и pK_а са свързани по подобен начин:

pK_а = -log₁₀К_а = 10^-Ка

К_а = 10^-pKa

Ако се даде pK_а и рН на киселинен разтвор, изчисляването на процента на дисоциираната киселина е просто.

Слаба киселина, HA, има pK_а от 4.756. Ако рН на разтвора е 3,85, какъв процент от киселината се дисоциира?

Първо, конвертирайте pK_а до К._а и рН до [H +]:

К_а = 10^-4.756 = 1,754 х 10^-5

[H⁺] = 10^-3.85 = 1,413 х 10^-4

Сега използвайте уравнението K_а = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA], с [H⁺] = [A¯]:

1,754 x 10^-5 = [(1,413 х 10^-4 М) (1,413 х 10^-4 М)] ÷ [HA]

[HA] = 0,0011375 М

Следователно процентната дисоциация се дава с 1,413 x 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.