No dobra, stopień dysocjacji α brzmi groźnie, ale to zwykły procent: mówi, jaka część kwasu albo zasady faktycznie rozpadła się na jony. Ta sama bajka co wydajność reakcji, zmienia się tylko literka. Trzy prawdziwe zadania, każde z filmem, raz liczymy pH, raz cofamy się do stężenia. Lecimy.
Zanim policzymy, jedno zdanie o α
Cała idea: α to ułamek (albo procent) tego, co się zdysocjowało. Jeśli w roztworze o stężeniu c rozpadło się na jony x moli kwasu, to α = x/c, a stężenie powstałych jonów wodorowych to po prostu [H+] = α·c. Do tego dochodzi prawo rozcieńczeń Ostwalda, które łączy α ze stałą: Ka = α2c/(1 − α). Gdy α jest małe (poniżej 5%), człon (1 − α) możemy pominąć i zostaje ładne Ka = α2c. Tyle teorii, sprawdzamy na zadaniach.
W roztworze kwasu octowego (słaby, jednoprotonowy kwas organiczny) o stężeniu 0,07 mol/dm3 ustalono, że stopień dysocjacji wynosi 1,5%. Oblicz pH tego roztworu.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Kwas jednoprotonowy, więc stężenie jonów wodorowych to wprost α razy stężenie kwasu:
Teraz zwykły logarytm:
Oblicz stężenie kwasu HF, jeśli wiadomo, że w pewnym roztworze α = 5,6% oraz pKa = 3,2.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Najpierw z pKa wyciągamy stałą: Ka = 10−3,2 = 6,31·10−4. Tu uwaga: α = 5,6% jest już powyżej 5%, więc nie upraszczamy i bierzemy pełne prawo Ostwalda:
Przekształcamy na stężenie i podstawiamy (α = 0,056):
Oblicz pH oraz stopień dysocjacji roztworu kwasu cyjanowego HCNO, jeśli stężenie analityczne kwasu wynosi 0,03 mol/dm3 oraz pKa = 3,7.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Stała: Ka = 10−3,7 = 2·10−4. Tabelka równowagi dla HCNO ⇄ H+ + CNO− daje wyrażenie z niewiadomą x = [H+]:
Ponieważ spodziewamy się α powyżej 5%, nie upraszczamy i rozwiązujemy równanie kwadratowe x2 + Kax − Kac = 0:
Stąd pH oraz stopień dysocjacji (α = x/c):
Widać, że upraszczanie byłoby tu błędem: skoro α wyszło prawie 8%, założenie α < 5% by nie przeszło.
α ogarnięte
Nie każdy kwas oddaje z siebie wszystko, ale Ty na maturze możesz oddać 100%.
W kursie rozkładamy na czynniki pierwsze prawo rozcieńczeń Ostwalda, kryterium upraszczania α < 5% oraz pH słabych kwasów i zasad: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o stopniu dysocjacji. W kursie jest ich znacznie więcej: pełne prawo rozcieńczeń Ostwalda, kiedy wolno upraszczać, słabe zasady liczone przez pOH i pełen zestaw zadań maturalnych z tego działu.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.