Kā aprēķināt disociācijas procentu

Ievietojot stipras skābes ūdenī, tās pilnībā disociējas. Tas ir, visa skābe (HA) atdalās protonos (H⁺) un to pavadoņu anjonus (A¯).

Turpretī ūdens šķīdumā ievietotās vājās skābes pilnībā nedisociējas. To, cik lielā mērā viņi šķiras, raksturo disociācijas konstante K_a:

K_a = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA]

Lielumi kvadrātiekavās ir protonu, anjonu un neskartās skābes (HA) koncentrācijas šķīdumā.

K_a ir noderīgs, lai aprēķinātu konkrētās vājas skābes procentuālo daudzumu, kas disociējas šķīdumā ar zināmu skābumu vai pH.

Atgādinām, ka pH ir definēts kā negatīvs protonu koncentrācijas logaritms šķīdumā, kas ir tāds pats kā 10, kas paaugstināts līdz protonu koncentrācijas negatīvajai jaudai:

pH = -log₁₀[H⁺] = 10^{- [H +]}

[H⁺] = 10^-H

K_a un pK_a ir saistīti līdzīgi:

pK_a = -log₁₀K_a = 10^-Ka

K_a = 10^-Ka

Ja tiek dota pK_a un skābes šķīduma pH, aprēķināt disociētās skābes procentuālo daudzumu ir vienkārši.

Vājajai skābei HA ir pK_a no 4.756. Ja šķīduma pH ir 3,85, cik daudz skābes ir disociēts?

Pirmkārt, konvertējiet pK_a uz K_a un pH līdz [H +]:

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

[H⁺] = 10^-3.85 = 1,413 x 10^-4

Tagad izmantojiet vienādojumu K_a = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA], ar [H⁺] = [A¯]:

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

[HA] = 0,0011375 M

Tāpēc disociācijas procentuālo attiecību aprēķina ar 1,413 x 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.