Як розрахувати відсоток дисоціації

Коли сильні кислоти поміщають у воду, вони повністю дисоціюють. Тобто вся кислота (HA) поділяється на протони (H⁺) та їх супутні аніони (A¯).

На відміну від них, слабкі кислоти, поміщені у водний розчин, не повністю дисоціюють. Те, наскільки вони розділяються, описується константою дисоціації K_а:

К_а = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA]

Кількості в квадратних дужках - це концентрації протонів, аніонів та інтактної кислоти (НА) у розчині.

К_а корисний для розрахунку відсотка даної слабкої кислоти, яка дисоціює у розчині з відомою кислотністю або рН.

Нагадаємо, що рН визначається як негативний логарифм концентрації протона в розчині, який дорівнює 10, піднятому до негативної потужності концентрації протона:

pH = -log₁₀[H⁺] = 10^{- [H +]}

[H⁺] = 10^-pH

К_а і pK_а пов’язані подібним чином:

pK_а = -log₁₀К_а = 10^-Ка

К_а = 10^-pKa

Якщо вказано pK_а і рН розчину кислоти, обчислення відсотка дисоційованої кислоти є простим.

Слабка кислота, HA, має pK_а з 4.756. Якщо рН розчину становить 3,85, який відсоток кислоти дисоціює?

Спочатку перетворіть pK_а до К_а і рН до [H +]:

К_а = 10^-4.756 = 1,754 x 10^-5

[H⁺] = 10^-3.85 = 1,413 х 10^-4

Тепер скористаємось рівнянням K_а = ([H⁺] [A¯]) ÷ [HA], з [H⁺] = [A¯]:

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

[HA] = 0,0011375 M

Тому відсоток дисоціації дається 1,413 х 10^-4 ÷ 0.0011375 = 0.1242 = 12.42%.