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Costante di equilibrio dal grado di dissociazione -chimicamo

Costante di equilibrio dal grado di dissociazione

  |   Chimica, Stechiometria

Il calcolo della costante di equilibrio di un acido o di una base debole può essere fatto conoscendo il grado di dissociazione

Si definisce grado di dissociazione di un elettrolita e si indica con il simbolo α la frazione di moli di elettrolita che ha subito la dissociazione ovvero il rapporto fra le moli dissociate nd e quelle iniziali no:

α = nd/no

Il grado di dissociazione può assumere valori compresi tra 0 e 1, dove il valore zero corrisponde a un non elettrolita o assenza di dissociazione e il valore 1 è il grado di massima dissociazione.  In riferimento a 100 moli iniziali di sostanza, α può essere espresso in termini percentuali e, in tal caso, assumerà valori tra 0 e 100.

Poiché il grado di dissociazione è correlato all’indice di van’t Hoff si calcolare la costante di equilibrio dalle proprietà colligative

Esercizi svolti

1)      Una soluzione di acido acetico 0.150 M è dissociata all’ 1.086%. Calcolare Ka

L’equilibrio di dissociazione dell’acido acetico è:
CH3COOH ⇌ CH3COO + H+

L’espressione della costante di equilibrio è:

Ka = [CH3COO][ H+] / [CH3COOH]

La concentrazione dello ione H+ che è pari a quella dello ione acetato può essere ottenuta dal grado di dissociazione percentuale:

all’equilibrio: [H+] = 0.01086 ∙ 0.150 = 1.63 ∙ 10-3 M = [CH3COO]

In relazione alla concentrazione dell’acido acetico all’equilibrio si ha a rigore:

[CH3COO] = 0.150 – 1.63 ∙ 10-3

Tuttavia, il termine sottrattivo è trascurabile rispetto a 0.150 pertanto si può assumere:

[CH3COO] = 0.150 M

Sostituendo tali valori nell’espressione di Ka si ha:

Ka = (1.63 ∙ 10-3 )( 1.63 ∙ 10-3 ) / 0.150 = 1.77 ∙ 10-5

 

2)      Un acido debole HA ha una concentrazione pari a 0.200 M ed è ha una dissociazione percentuale pari a 1.235%. Determinare Ka

L’equilibrio di dissociazione dell’acido è:

HA ⇌ A + H+

L’espressione della costante di equilibrio è:

Ka = [A][ H+] / [HA]

La concentrazione dello ione H+ che è pari a quella dello ione A può essere ottenuta dal grado di dissociazione percentuale:

all’equilibrio: [H+] = 0.01235  ∙ 0.200 = 2.47 ∙ 10-3 M = [A]

Sostituendo tali valori nell’espressione di Ka si ha:

Ka = (2.47 ∙ 10-3 )( 2.47 ∙ 10-3 )/ 0.200 = 3.05 ∙ 10-5

3)      Una soluzione 1.3 M della base debole metilammina ha un grado di dissociazione percentuale pari a 0.72%. Calcolare Kb

L’equilibrio di dissociazione della base è:

CH3NH2 + H2O ⇌ CH3NH3+ + OH

L’espressione della costante di equilibrio è:

Kb = [CH3NH3+][ OH]/ [CH3NH2 ]

La concentrazione dello ione OH che è pari a quella dello ione CH3NH3+ può essere ottenuta dal grado di dissociazione percentuale:

[OH] = 1.3∙ 0.0072 = 0.0094

Sostituendo tali valori nell’espressione di Kb si ha:

Kb = (0.0094)(0.0094) / 1.3 = 6.7 ∙ 10-5

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