Πώς να υπολογίσετε το ποσοστό διαχωρισμού

Όταν τοποθετούνται ισχυρά οξέα στο νερό, διαχωρίζονται πλήρως. Δηλαδή, όλο το οξύ (ΗΑ) διαχωρίζεται σε πρωτόνια (Η⁺) και τα συνοδευτικά τους ανιόντα (A ¯).

Αντιθέτως, τα ασθενή οξέα που τοποθετούνται σε υδατικό διάλυμα δεν διαχωρίζονται πλήρως. Ο βαθμός στον οποίο διαχωρίζονται περιγράφεται από τη σταθερά διαχωρισμού Κ_ένα:

κ_ένα = ([Η⁺] [A¯]] ÷ [HA]

Οι ποσότητες σε αγκύλες είναι οι συγκεντρώσεις των πρωτονίων, ανιόντων και άθικτου οξέος (ΗΑ) σε διάλυμα.

κ_ένα είναι χρήσιμο για τον υπολογισμό του ποσοστού ενός δεδομένου ασθενούς οξέος που διαχωρίζεται σε ένα διάλυμα με γνωστή οξύτητα, ή ρΗ.

Θυμηθείτε ότι το pH ορίζεται ως ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης πρωτονίων σε διάλυμα, το οποίο είναι το ίδιο με το 10 που αυξάνεται στην αρνητική ισχύ της συγκέντρωσης πρωτονίων:

pH = -log₁₀[Χ⁺] = 10^{- [Η +]}

[Χ⁺] = 10^-ΡΗ

κ_ένα και pK_ένα σχετίζονται με παρόμοιο τρόπο:

pK_ένα = -log₁₀κ_ένα = 10^-Κα

κ_ένα = 10^-pKa

Εάν δοθεί το pK_ένα και το ρΗ ενός όξινου διαλύματος, ο υπολογισμός του ποσοστού του οξέος που διαχωρίζεται είναι απλός.

Ένα ασθενές οξύ, HA, έχει pK_ένα από 4.756. Εάν το διάλυμα του διαλύματος είναι 3,85, ποιο ποσοστό του οξέος διαχωρίζεται;

Πρώτα, μετατρέψτε το pK_ένα στον Κ_ένα και pH έως [H +]:

κ_ένα = 10^-4.756 = 1,754 x 10^-5

[Χ⁺] = 10^-3.85 = 1,413 x 10^-4

Τώρα χρησιμοποιήστε την εξίσωση K_ένα = ([Η⁺] [A¯]] ÷ [HA], με [H⁺] = [A ¯]:

1,775 x 10^-5 = [(1,413 x 10)^-4 Μ) (1,413 x 10^-4 Μ)] ÷ [HA]

[HA] = 0,0011375 Μ

Το ποσοστό διαχωρισμού δίνεται επομένως από 1,413 x 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.