ما المقصود بنسبة التفكك؟
تُعبّر نسبة التفكك (وتُسمى أيضًا نسبة التأين) عن مقدار ما يتفكك فعليًا من الحمض الضعيف إلى أيونات داخل المحلول. وعلى عكس الأحماض القوية التي تتأين تمامًا، تصل الأحماض الضعيفة إلى حالة اتزان لا يُحرّر فيها سوى جزء بسيط من الجزيئات أيونات الهيدروجين الخاصة به. تحسب هذه الأداة هذا الجزء مباشرةً انطلاقًا من قيمة pH المقيسة للمحلول والتركيز الابتدائي (التحليلي) للحمض.
كيفية الاستخدام
أدخل قيمة pH المقيسة للمحلول والتركيز الابتدائي للحمض بوحدة المول لكل لتر (mol/L). تقوم الحاسبة أولًا بتحويل قيمة pH إلى تركيز أيون الهيدروجين، ثم تقسمه على التركيز الابتدائي وتضربه في 100 لتعطي نسبة التفكك.
شرح المعادلة
بالنسبة للحمض الضعيف أحادي البروتون \(\text{HA} \rightarrow \text{H}^+ + \text{A}^-\)، يساوي تركيز أيون الهيدروجين عند الاتزان كميةَ الحمض التي تفككت. وبما أن \([\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}\)، فإن نسبة التفكك هي ببساطة \([\text{H}^+]\) مقسومًا على التركيز الابتدائي C ومحوّلًا إلى نسبة مئوية: $$\text{\% التفكك} = \frac{10^{-\text{pH}}}{\text{C}} \times 100$$ وتفترض هذه المعادلة أن التأين الذاتي للماء مهمل وأن الحمض هو المصدر الوحيد المهم للبروتونات.
مثال محلول
لنفترض أن لمحلول حمض الخليك بتركيز 0.10 mol/L قيمة pH تساوي 2.87. عندئذٍ \([\text{H}^+] = 10^{-2.87} \approx 0.001349 \text{ mol/L}\). ونسبة التفكك $$\frac{0.001349}{0.10} \times 100 \approx 1.35\%$$ أي أن نحو 1.3% فقط من جزيئات حمض الخليك قد تأينت — وهو ما يتوافق مع كونه حمضًا ضعيفًا.
الأسئلة الشائعة
هل تصلح هذه الأداة للأحماض القوية؟ بالنسبة لحمض قوي مثالي ينبغي أن تقترب النتيجة من 100% إذا قيست قيمة pH بدقة، لكن المعادلة مخصصة في الأساس للأحماض الضعيفة التي يكون فيها التفكك جزئيًا.
لماذا قد أحصل على نتيجة تتجاوز 100%؟ يعني ذلك عادةً أن قيمتَي pH والتركيز المدخلتين غير متوافقتين، أو أن الحمض متفكك بالكامل تقريبًا. تحقّق من مدخلاتك مرة أخرى.
هل تؤثر درجة الحرارة؟ نعم — إذ تعتمد قيمة pH وثوابت الاتزان على درجة الحرارة، لذا استخدم قيمة pH المقيسة عند درجة الحرارة موضع الاهتمام (وعادةً 25° مئوية).
