Что такое степень диссоциации?
Степень диссоциации (её также называют степенью ионизации) показывает, какая доля слабой кислоты на самом деле распадается на ионы в растворе. В отличие от сильных кислот, которые ионизируются полностью, слабые кислоты достигают равновесия, при котором только часть молекул отдаёт свои ионы водорода. Этот калькулятор находит эту долю напрямую — по измеренному pH раствора и исходной (аналитической) концентрации кислоты.
Как пользоваться калькулятором
Введите измеренный pH раствора и исходную концентрацию кислоты в молях на литр (моль/л). Калькулятор сначала пересчитывает pH в концентрацию ионов водорода, затем делит её на исходную концентрацию и умножает на 100 — так получается степень диссоциации в процентах.
Разбор формулы
Для одноосновной слабой кислоты HA → H+ + A− равновесная концентрация ионов водорода равна количеству продиссоциировавшей кислоты. Поскольку \([\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}\), степень диссоциации — это просто отношение \([\text{H}^+]\) к исходной концентрации \(C\), выраженное в процентах:
$$\text{\% дисс} = \frac{10^{-\text{pH}}}{\text{C}} \times 100$$При этом считается, что автопротолизом воды можно пренебречь и что кислота — единственный значимый источник протонов.
Пример расчёта
Допустим, раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,10 моль/л имеет pH 2,87. Тогда \([\text{H}^+] = 10^{-2{,}87} \approx 0{,}001349\) моль/л. Степень диссоциации:
$$\frac{0{,}001349}{0{,}10} \times 100 \approx 1{,}35\ \%$$Ионизировалось лишь около 1,3 % молекул уксусной кислоты — что вполне согласуется с тем, что это слабая кислота.
Частые вопросы
Подходит ли это для сильных кислот? Для идеальной сильной кислоты результат должен быть близок к 100 %, если pH измерен точно. Но уравнение в первую очередь предназначено для слабых кислот, у которых диссоциация частичная.
Почему может получиться больше 100 %? Обычно это значит, что введённые pH и концентрация не согласуются между собой, либо кислота практически полностью продиссоциировала. Проверьте исходные данные ещё раз.
Влияет ли температура? Да — pH и константы равновесия зависят от температуры, поэтому используйте pH, измеренный именно при нужной температуре (как правило, 25 °C).
