Stała dysocjacji

Jeżeli stopień dysocjacji jest mniejszy od 0,05 (poniżej 5%, co występuje w niezbyt rozcieńczonych roztworach), to można przyjąć, że 1 - a « 1 i stosować równanie uproszczone:

K = c • a²

Gdy stopień dysocjacji nie jest znany, jak w rozpatrywanym przykładzie, wówczas o możliwości stosowania wzoru przybliżonego decyduje wartość stosunku stężenia molowego do stałej dysocjacji. Równanie uproszczone można stosować, jeśli

— >400 K

Rozwiązanie

Metoda I

Sprawdzamy, czy można zastosować wzór przybliżony:

= 2380

On 1/5

K 63-10

Qn

Ponieważ — > 400, zatem: K

■ 0,02

63-10"

lOn    V 1,5

Z równania HF H⁺ + F" wynika, że [H⁺] = a ■ c_m, zatem:

mol

mol

[H⁺] =0,02 • 1,5= 0,03    ,

dm    dm

Odpowiedź: Stężenie jonów wodorowych wynosi 0,03 mol/dm¹.

Uwagi:

1.    Stopień dysocjacji w równaniu Ostwalda jest wielkością bezwymiarową. Podawane w zadaniach procentowe wartości należy przeliczyć, dzieląc je przez 100.

2.    Jeżeli nie można stosować metody przybliżonej, to wzór Ostwalda stanowi równanie kwadratowe względem a:

a =

a² ■ c_m + K - a - K = 0

-K + Jk² + 4K-c_m

2Q„

Drugi pierwiastek równania jest ujemny, a więc pozbawiony sensu fizycznego. Metoda II

Stała dysocjacji HF jest określona równaniem:

K--

mm

[HF] przy czym [H⁺] = [F ], a [HF] = c_m - [H⁺], Oznaczając przez x szukane stężenie jonów wodorowych, otrzymamy:

1,5-x

6,3 • 10^ =

Jeżeli wartość xjest dostatecznie mała, co ma miejsce wówczas, gdy

— > 400 K

(lub równoważnie a < 0,05), to w mianowniku ułamka można ją pominąć:

x²

6,3 • 10^-4 = -—, stąd x = 0,03 1,5

Odpowiedź: Stężenie jonów wodorowych wynosi 0,03 mol/dm^!.

185