Άπειρη αραίωση ισχυρού και ασθενούς οξέος (pH και βαθμός ιοντισμού)

Άπειρη αραίωση ισχυρού οξέος

Όταν αραιώνουμε ένα υδατικό διάλυμα ισχυρού οξέος ΗΑ με πολύ μεγάλο όγκο νερού η συγκέντρωση του ΗΑ τείνει στο μηδέν (c_HA → 0), οπότε η [H₃O⁺] που προκύπτουν από οξύ είναι πολύ μικρή [Η₃Ο⁺]_ΗΑ<10^-8Μ και η [H₃O⁺] του διαλύματος καθορίζεται από τον αυτοϊοντισμό του νερού: pH = 7 (στους 25^oC).

Κατά την αραίωση ενός διαλύματος ισχυρού οξέος ΗΑ, ο βαθμός ιοντισμού α δεν μεταβάλλεται (α = 1 = σταθερός).

(Τα ισχυρά οξέα στην πραγματικότητα δεν ιοντίζονται 100%, αλλά θεωρούμε ότι ιοντίζονται πλήρως).

    

                       

Άπειρη αραίωση ασθενούς οξέος

Όταν αραιώνουμε ένα υδατικό διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ με πολύ μεγάλο όγκο νερού η συγκέντρωση του ΗΑ τείνει στο μηδέν (c_HA → 0), οπότε η [H₃O⁺] που προκύπτουν από οξύ είναι πολύ μικρή [Η₃Ο⁺]_ΗΑ<10^-8Μ και η [H₃O⁺] του διαλύματος καθορίζεται από τον αυτοϊοντισμό του νερού: pH = 7 (στους 25^oC).

Κατά την αραίωση ενός διαλύματος ασθενούς οξέος ΗΑ, η ισορροπία ιοντισμού μετατοπίζεται προς τα δεξιά και ο βαθμός ιοντισμού α αυξάνεται. Σε πολύ μεγάλη αραίωση, ο βαθμός ιοντισμού δεν μπορεί να υπολογιστεί από τη σχέση α = (K_a/c)^1/2 γιατί α>0,1 και δεν ισχύουν οι γνωστές προσεγγίσεις. Όσο προσθέτουμε νερό στο διάλυμα του οξέος τόσο πιο πολύ μετατοπίζεται προς τα δεξιά η ισορροπία ιοντισμού του οξέος ΗΑ και ο βαθμός ιοντισμού τείνει στο 1 χωρίς όμως να γίνει ποτέ 1. Η τιμή του εξαρτάται από την αραίωση και την τιμή της Κ_a του ΗΑ (όσο πιο μικρή είναι η Κ_a τόσο πιο πολύ αποκλίνει ο α από τη μονάδα και αντίθετα όσο πιο μεγάλη είναι η Κ_a τόσο πιο πολύ τείνει ο α στη μονάδα).

Μία άσκηση που ζητείται το pH και ο βαθμός ιοντισμού διαλύματος ισχυρού και ασθενούς οξέος μετά από άπειρη αραίωση:

Το αρχείο με την άσκηση και τη λύση της είναι εδώ.