Chemia Organiczna OnLine

1.4. Stopień dysocjacji, prawo rozcieńczeń Ostwalda

Tylko mocne kwasy i zasady w umiarkowanych stężeniach dysocjują w 100%, pozostałe elektrolity (przy umiarkowanych stężeniach) dysocjują tylko w pewnym stopniu. Możemy określić stężenie procentowe określonego jonu powstałego w procesie dysocjacji z ogólnego wzoru na stężenie procentowe:

Wartość tę nazywa się stopniem dysocjacji i oznacza symbolem α (α można wyrażać w procentach lub w ułamku). Pamiętając, że [H⁺], [R^-] i C₀ są proporcjonalne do ilości cząsteczek, stopień dysocjacji a, można zdefiniować jako stosunek ilości cząsteczek zdysocjowanych do ilości cząsteczek wziętych do dysocjacji (ilości początkowej cząsteczek):

(4)

czyli: [H⁺]=C₀α, [R^-]=C₀α a wzór (1) na stałą dysocjacji można zapisać w postaci:

(5)

W przypadku gdy α<<1 równanie można znacznie uprościć (1-α =1):

(6)

Wzór (5) nosi nazwę prawa rozcieńczeń Ostwalda. Zauważmy, że zgodnie ze wzorem (6), α zależy od stężenia. Dla bardzo małych stężeń α dąży do 1 ( w procentach do 100%), oczywiście w tedy nie można korzystać z uproszczonego wzoru na stopień dysocjacji. Nawet słabe elektrolity w bardzo małych stężeniach stają się silnymi elektrolitami.

Nie uczmy się tych wzorów na pamięć, wyprowadzenie ich zajmuje kilkanaście sekund i mamy pewność, że zadanie zrobione zostanie dobrze. Przy nauce na pamięć nie trudno o pomyłkę.

W obliczeniach chcemy popełnić jak najmniejszy błąd Przyjmuje się, że ze wzorów uproszczonych można korzystać jedynie gdy K_a/C₀>400

5. Obliczyć stężenie jonów wodorowych, oraz wykładnik stężenia jonów wodorowych w 0,01 molowych roztworze kwasu benzoesowego (C₆H₅-COOH) o K_a=6,3^.10^-5.

6. Jakie jest stężenie roztworu HNO₂, którego a=35%?

7. Obliczyć wykładnik stężenia jonów wodorowych w 0,02 molowym roztworze trietyloaminy dla której wartość stałej dysocjacji kwasowej K_a=1,3^.10^-11.