Come calcolare il grado di dissociazione di un acido

Il grado di dissociazione è una grandezza adimensionale. In chimica, con questo termine si intende il rapporto tra il numero di moli dissociate e le moli iniziali della stessa sostanza. Il grado di dissociazione avviene in funzione della temperatura e della pressione. Viene indicato con la lettera greca Alpha (α) ed assume dei valori che sono compresi tra zero ed uno. Il primo corrisponde a un non elettrolita, mentre il secondo al grado di massima dissociazione di una molecola. Attraverso i passaggi seguenti andremo a vedere più nel dettaglio il significato di questa affermazione, in particolare ci occuperemo di capire come bisogna procedere per riuscire a calcolare, in modo molto semplice e veloce, il grado di dissociazione di un acido: troveremo dunque una formula in grado di farci ottenere un valore numerico determinato. Una volta ottenuta la formula, il consiglio è quello di effettuare molti esercizi, in maniera tale da riuscire a comprendere meglio l'applicazione della formula stessa e per consolidare efficacemente le conoscenze acquisite. Al fine di facilitarvi nella comprensione, nell'ultimo passaggio vi faremo un esempio pratico di applicazione della formula.

• Carta
• Calcolatrice
• Penna
• Matita
• Gomma
• Temperino
• Libro di chimica

Innanzitutto bisogna sapere che il grado di dissociazione rappresenta l'effettivo comportamento delle sostanze in soluzione. Le molecole si dissociano in ioni positivi e negativi (gli elettroliti), mentre per i gas avviene una dissociazione termica. Si definiscono elettroliti gli acidi, le basi ed i sali. Consideriamo ad esempio un acido generico HA. La sua reazione di dissociazione è la seguente:
HA -> H+ + A-. A questo punto, in una tabella dovrete andare a inserire le quantità delle specie chimiche presenti in tutte le fasi della dissociazione. Scrivete quindi: n.0 moli iniziali di HA (0 moli iniziali di H+, e 0 moli iniziali di A-); variazione del valore delle moli durante le reazioni. Per HA infatti diminuiscono di -α*n.0, e contemporaneamente per H+ e A- aumentano di +α*n.0. Le moli all'equilibrio per HA sono quindi n.0-α*n.0, per H+ e A- sono α*n.0.

Bisogna sapere, inoltre, che V rappresenta il volume della soluzione. Ne consegue quindi che n.0/V = C. All'equilibrio, le concentrazioni risultano essere le seguenti: [HA] = n.0 (1 - α)/V = C (1 - α); [H+] = α*n.0/V = αC; [A-] = α*n.0/V = αC. Ecco quindi che l'espressione della costante di equilibrio, inserendo i dati recenti, otterrà la seguente forma: Ka = [H+] [A-] / [HA] = αC * αC / C (1 - α) = α^2 C / C (1 - α). Nel caso in cui l'elettrolita fosse debole, si può tranquillamente trascurare 1-α. In sintesi, si può dire che α è uguale alla radice quadrata del rapporto tra la costante di dissociazione Ka e la concentrazione molare C. Ecco quindi che, in pochi passaggi, abbiamo ottenuto la regola per andare a calcolare il grado di dissociazione di un acido. L'applicazione corretta di tale regola vi darà la possibilità di effettuare il calcolo del grado di dissociazione di un acido.

A questo punto facciamo un esempio pratico, in maniera tale da chiarire ulteriormente i passaggi precedenti ed il ragionamento che abbiamo fatto per determinare la formula e per ottenere il risultato finale. Supponiamo quindi di voler calcolare il grado di dissociazione di un acido HA. La sua molarità M (numero di moli/volume) è 0,5 e la sua costante di dissociazione Ka è 1,6*10^-5. Il grado dissociazione sarà quindi uguale alla radice quadrata del rapporto tra Ka e C. In questo caso C è pari alla molarità M. Applichiamo adesso la formula che abbiamo ottenuto nel passaggio precedente. Si otterrà quindi α, la radice di 1,6*10^-5 / 0,5 (0,0056). Il valore che abbiamo ottenuto è zero, pertanto si tratta di un acido debole. A questo punto, moltiplicando il risultato per 100, otteniamo il grado di dissociazione in percentuale, cioè 0,56%. Per concludere, il consiglio è quello di esercitarsi costantemente, in maniera tale da non trovare difficoltà nell'esecuzione del calcolo.

• Studiare attentamente le basi di chimica
• Eseguire molti esercizi

• Esercizi svolti
• Il grado di dissociazione
• Acido debole