Dissosiaation prosenttiosuuden laskeminen

Kun voimakkaat hapot asetetaan veteen, ne hajoavat kokonaan. Toisin sanoen kaikki happo (HA) erottuu protoneiksi (H⁺) ja niiden seuralanionit (A¯).

Sitä vastoin vesiliuokseen asetetut heikot hapot eivät hajoa täysin. Dissosiaatiovakio K kuvaa sitä, missä määrin he eroavat toisistaan_a:

K_a = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA]

Hakasulkeissa olevat määrät ovat protonien, anionien ja ehjän hapon (HA) pitoisuudet liuoksessa.

K_a on käyttökelpoinen laskettaessa tietyn heikon hapon prosenttiosuus, joka dissosioituu liuoksessa, jonka happamuus tai pH on tunnettu.

Palautetaan mieleen, että pH määritellään protonikonsentraation negatiiviseksi logaritmiksi liuoksessa, joka on sama kuin 10 korotettuna protonipitoisuuden negatiiviseksi tehoksi:

pH = -log₁₀[H⁺] = 10^{- [H +]}

[H⁺] = 10^-H

K_a ja pK_a liittyvät toisiinsa samalla tavalla:

pK_a = -log₁₀K_a = 10^-Ka

K_a = 10^-Ka

Jos annetaan pK_a ja happoliuoksen pH, dissosioituneen hapon prosenttiosuuden laskeminen on suoraviivaista.

Heikossa hapossa, HA, on pK_a ja 4.756. Jos liuoksen pH on 3,85, kuinka suuri osa haposta dissosioituu?

Muunna ensin pK_a K: lle_a ja pH arvoon [H +]:

K_a = 10^-4.756 = 1,754 x 10^-5

[H⁺] = 10^-3.85 = 1,413 x 10^-4

Käytä nyt yhtälöä K_a = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA], jossa [H⁺] = [A¯]:

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

[HA] = 0,0011375 M

Prosentuaalinen dissosiaatio on siis 1,413 x 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.