Calcolatore frazione dissociata: α da Ka e c₀, gratis

Un calcolatore di frazione dissociata trasforma due ingressi acido-base standard —la costante di dissociazione acida Ka e la concentrazione molare iniziale— nella frazione di equilibrio delle molecole ionizzate. Inserisca Ka e c₀ in mol/L; lo strumento restituisce α dalla relazione di Ostwald Ka uguale a c₀ per alfa al quadrato su uno meno alfa, la percentuale di dissociazione, le concentrazioni di equilibrio di HA non dissociato e di H+ e A−, un modello di reazione leggibile e passi di sostituzione ordinati che può verificare a mano. Controlli dei compiti, scorciatoie di tabella ICE di acidi deboli, preparazione agli esami e valori attesi di kata di codice necessitano di quella stessa forma chiusa senza aprire un sistema di algebra computazionale.

Cosa significa la frazione dissociata per un acido debole

La frazione dissociata α —anche chiamata grado di dissociazione— è la frazione dell'acido originale non dissociato che si è ionizzata all'equilibrio. Per un acido debole monoprotico scritto HA va a H+ più A−, se la concentrazione iniziale di HA è c₀ e una frazione α si è dissociata, le quantità di equilibrio sotto le assunzioni abituali di tabella ICE diluita uno a uno sono [HA] uguale a c₀ per uno meno α, e [H+] uguale a [A−] uguale a c₀ per α, ignorando l'autodissociazione dell'acqua quando è trascurabile.

La costante di dissociazione acida è allora Ka uguale a [H+] per [A−] su [HA], che si semplifica in Ka uguale a c₀ per α al quadrato su uno meno α. Quell'identità è la legge di diluizione di Ostwald per una dissociazione binaria, invertita qui in modo che α sia l'incognita e Ka e c₀ siano note.

Quando Ka è molto minore di c₀, α è piccola e vale l'approssimazione familiare α approssimativamente uguale alla radice quadrata di Ka su c₀; quando Ka è maggiore rispetto a c₀, α cresce verso uno e serve la soluzione quadratica completa.

Risolvere Ka uguale a c₀ α al quadrato su uno meno α per α produce l'equazione quadratica c₀ α al quadrato più Ka α meno Ka uguale a zero, la cui radice fisica è α uguale a meno Ka più la radice quadrata di Ka al quadrato più quattro c₀ Ka, tutto su due c₀.

Docenti e correttori automatici tengono tanto al rifiuto di Ka negativa quanto alla risposta numerica: uno studente che riporta una costante di dissociazione negativa ha lasciato il dominio della definizione, e un clamp silenzioso di valore assoluto nasconderebbe quell'errore.

Consigli pratici, limiti e ricerche correlate

Mantenga Ka non negativa e c₀ strettamente positiva così il modello di azione di massa resta fisicamente interpretabile per acidi monoprotici acquosi diluiti. Preferisca inviare numeri piuttosto che stringhe preformattate quando controlla il client; le stringhe numeriche sono accettate solo quando corrispondono a un pattern numerico finito rigoroso.

Ricordi che questa pagina mira a chi cerca un calcolatore di frazione dissociata, grado di dissociazione da Ka, o alfa dalla costante di dissociazione acida online; non è un risolutore a stadi poliprotico, né un calcolatore di pH tampone, né la mappa inversa che costruisce Kc da α e c₀ misurati. Preferisca questa capacità quando ha già Ka e la concentrazione analitica e serve solo α, percentuale di dissociazione e concentrazioni di equilibrio corrispondenti; se la fonte elenca pKa, converta prima con Ka uguale a dieci alla meno pKa.

I controlli andata-ritorno sono facili: ricalcoli c₀ per alpha per alpha su uno meno alpha a mano e confermi che è uguale al ka pubblicato nello stesso arrotondamento a dodici decimali, e confermi che l'equilibrio HA più l'uno o l'altro prodotto è uguale a c₀ in quello stesso arrotondamento.