Jak obliczyć procentową dysocjację

Kiedy mocne kwasy zostaną umieszczone w wodzie, całkowicie się dysocjują. Oznacza to, że cały kwas (HA) rozdziela się na protony (H⁺) i towarzyszące im aniony (A¯).

Natomiast słabe kwasy umieszczone w roztworze wodnym nie dysocjują całkowicie. Stopień, w jakim się rozdzielają, opisuje stała dysocjacji K_za:

K_za = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA]

Ilości w nawiasach kwadratowych to stężenia protonów, anionów i nienaruszonego kwasu (HA) w roztworze.

K_za jest przydatny do obliczania procentu danego słabego kwasu, który jest zdysocjowany w roztworze o znanej kwasowości lub pH.

Przypomnijmy, że pH definiuje się jako ujemny logarytm stężenia protonów w roztworze, czyli to samo, co 10 podniesione do ujemnej potęgi stężenia protonów:

pH = -log₁₀[H⁺] = 10^-[H+]

[H⁺] = 10^-pH

K_za i pK_za są powiązane w podobny sposób:

pK_za = -log₁₀K_za = 10^-Ka

K_za = 10^-pKa

Jeśli podano pK_za i pH roztworu kwasu, obliczenie procentu zdysocjowanego kwasu jest proste.

Słaby kwas, HA, ma pK_za z 4.756. Jeśli pH roztworu wynosi 3,85, jaki procent kwasu jest zdysocjowany?

Najpierw przelicz pK_za do K_za i pH do [H+]:

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

[H⁺] = 10^-3.85 = 1,413 x 10^-4

Teraz użyj równania K_za = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA], z [H⁺] = [A¯]:

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

[HA] = 0,0011375 M

Procent dysocjacji jest zatem podany przez 1,413 x 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.