什麼是解離度?
解離度(又稱游離百分比)用來衡量弱酸在溶液中究竟有多少比例真正裂解成離子。與完全游離的強酸不同,弱酸會達到一種平衡狀態——只有一部分分子釋出氫離子。這個計算器可直接由溶液實測的 pH 值,以及弱酸的初始(分析)濃度,求出這個比例。
使用方式
輸入溶液的實測 pH 值,以及弱酸的初始濃度(單位為每公升莫耳數,mol/L)。計算器會先把 pH 換算成氫離子濃度,再除以初始濃度並乘以 100,即可得到解離百分比。
公式解析
對於單質子弱酸 HA → H+ + A− 而言,平衡時的氫離子濃度等於已解離的酸量。由於 \([\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}\),因此解離百分比就是 [H+] 除以起始濃度 C,再換算成百分比:
$$\text{\% 解離} = \frac{10^{-\text{pH}}}{\text{C (mol/L)}} \times 100$$此公式假設水的自身解離可忽略,且該弱酸是溶液中唯一重要的質子來源。
實例演算
假設一份 0.10 mol/L 的醋酸溶液,pH 值為 2.87。則 \([\text{H}^+] = 10^{-2.87} \approx 0.001349 \text{ mol/L}\)。解離百分比為:
$$\frac{0.001349}{0.10} \times 100 \approx 1.35\%$$也就是說,只有約 1.3% 的醋酸分子發生游離——這正符合它屬於弱酸的特性。
常見問題
這個計算器適用於強酸嗎?對於理想的強酸而言,只要 pH 測得準確,結果應該會接近 100%;但這條公式真正的用意是針對解離不完全的弱酸。
為什麼算出來會超過 100%?通常是因為輸入的 pH 值與濃度互相矛盾,或者該酸幾乎已完全解離。請重新確認您的輸入數值。
溫度會有影響嗎?會的——pH 值與平衡常數都會隨溫度而變化,因此請使用在目標溫度(通常為 25°C)下實測的 pH 值。