8. DYSOCJACJA ELEKTROLITYCZNA - STOPIEŃ I STAŁA DYSOCJACJI

• Elektrolity, dysocjacja elektrolityczna

• Stopień dysocjacji, podział elektrolitów

• Stała dysocjacji

• Prawo rozcieńczeń Ostwalda (założenia, wyprowadzenie, wzór, interpretacja)

HA ⇔ H⁺ + A^- K_A = c_H+c_A-/c_HA c_H+ = αc_A, c_A- = αc_A, c_HA = (1-α)c_A,

Słaby, jednoprotonowy kwas: Bardzo słaby, jednoprotonowy kwas:

α<<1, α → 0, pH ≤ 6.35

K_A = α²c_A/(1-α) K_A = α²c_A

c_Aα² + K_Aα - K_A = 0 c_Aα² - K_A = 0

α = [- K_A + (K_A² + 4c_AK_A)^0.5] / 2c_A α = (K_A/c_A)^0.5 (prawo rozcieńczeń Ostwalda)

c_H+² + K_Ac_H+ - c_AK_A = 0 c_H+² - c_AK_A = 0

c_H+ = [- K_A + (K_A² + 4c_AK_A)^0.5] / 2 c_H+ = (K_Ac_A)^0.5

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

BOH ⇔ B⁺ + OH^- K_BOH = c_OH- c_B+ /c_BOH c_OH- = αc_B, c_B+ = αc_B, c_BOH = (1-α)c_B,

Słaba, jednowodorotlenowa zasada: Bardzo słaba, jednowodorotlenowa zasada:

α<<1, α → 0, pH ≥ 7.65

K_B = α²c_B/(1-α) K_B = α²c_B

c_Bα² + K_Bα - K_B = 0 c_Bα² - K_B = 0

α = [- K_B + (K_B² + 4c_BK_B)^0.5] / 2c_B α = (K_B/c_B)^0.5 (prawo rozcieńczeń)

c_OH-² + K_Bc_H+ - c_BK_B = 0 c_OH-² - c_BK_B = 0

c_OH- = [- K_B + (K_B² + 4c_BK_B)^0.5] / 2 c_OH- = (K_Bc_B)^0.5

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Zad.1.

Oblicz stopień dysocjacji słabego kwasu HA, jeśli jego stała dysocjacji wynosi 1.44x10^-8_, stężenie 0.004 mola/dm³ (oblicz z zastosowaniem i bez zastosowania prawa rozcieńczeń).

Zad.2.

Oblicz stężenie jonów wodorowych c_H+ w 0.05 molowym roztworze kwasu octowego, jeśli stała dysocjacji tego kwasu wynosi: K = 1.75 ^. 10^-5

Szukane: c_H+ = ?, stężenia równowagowe: c_H+ = c_CH3COO-, c_CH3COOH = 0.05 mol/dm³ - c_H+

CH₃COOH ⇔ CH₃COO^- + H⁺

K = c_H+ ^. c_CH3COO-/ c_CH3COOH = c_H+²/(0.05 mol/dm³ - c_H+)

c_H+² + Kc_H+ - 0.05K = 0, (równanie kwadratowe), c_H+ = 9.25 ^. 10^-4 mol/dm³

Zad.3.

Oblicz stężenie jonów wodorowych w roztworze wodnym, zawierającym w 1dm³ tego roztworu 0.05 mola CH₃COOH (c_kw) i 0.05 mola CH₃COONa (c_soli). K_A = 1.75x10^-5.

K_A = [H⁺][CH₃COO^-]/[CH₃COOH] ≈ c_H+c_soli/c_kw

Ponieważ stężenie anionu octanowego w roztworze kwasu i soli wynosi:[CH₃COO^-]+ c_soli, a z poprzedniego zadania dla czystego kwasu octowego: [H⁺] = [CH₃COO^-] = 9.25 ^. 10^-4 mol/dm³ , a zatem stężenie anionu octanowego równa się (500 + 9.25)x10^-4 mol/dm³ czyli nieznacznie odbiega od c_soli. Równowagowe stężenie [CH₃COOH] nieznacznie odbiega od c_kw. A więc: c_H+ = K_Ac_kw/c_soli = 1.75x10^-5 mol/dm³.