Hur man beräknar procentuell dissociation

När starka syror placeras i vatten, dissocieras de fullständigt. Det vill säga all syra (HA) separeras i protoner (H⁺) och deras följeslagare (A¯).

Däremot dissocierar svaga syror i vattenlösning inte helt. I vilken utsträckning de separerar beskrivs av dissociationskonstanten K_a:

K_a = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA]

Mängderna i hakparenteser är koncentrationerna av protoner, anjoner och intakt syra (HA) i lösning.

K_a är användbar för att beräkna procentandelen av en given svag syra som dissocieras i en lösning med en känd surhet eller pH.

Minns att pH definieras som den negativa logaritmen för protonkoncentrationen i lösning, vilket är samma som 10 höjd till den negativa effekten av protonkoncentrationen:

pH = -log₁₀[H⁺] = 10^{- [H +]}

[H⁺] = 10^-pH

K_a och pK_a är relaterade på ett liknande sätt:

pK_a = -logg₁₀K_a = 10^-Ka

K_a = 10^-pKa

Om pK ges_a och pH för en syralösning, beräkning av procenten av syran som dissocieras är enkel.

En svag syra, HA, har en pK_a av 4,756. Om lösningens pH är 3,85, vilken procentandel av syran dissocieras?

Konvertera först pK_a till K_a och pH till [H +]:

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

[H⁺] = 10^-3.85 = 1,413 x 10^-4

Använd nu ekvationen K_a = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA], med [H⁺] = [A¯]:

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

[HA] = 0,0011375 M

Procentuell dissociation ges därför av 1,413 x 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.