Что показывает степень диссоциации
Степень электролитической диссоциации α равна отношению числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул электролита, внесённых в раствор. Её выражают в долях единицы или в процентах: значение 0,013 соответствует 1,3 %.
Электролиты условно делят по α: у сильных она близка к единице, у слабых мала. Однозначной границы нет, она зависит от концентрации и температуры, поэтому калькулятор выдаёт число, а вывод о силе электролита делает пользователь.
Откуда взять концентрацию распавшихся молекул
Для слабой одноосновной кислоты HA в воде концентрация распавшихся молекул равна концентрации ионов водорода [H⁺] от этой кислоты. Если известен pH, то [H⁺] = 10^(−pH), и значение подставляется в числитель. Для основания используют концентрацию гидроксид-ионов.
Другие способы — измерение электропроводности, понижение температуры замерзания или осмотическое давление. Они дают концентрацию ионов косвенно, и качество результата зависит от точности прибора. Калькулятор не выбирает метод: он только делит введённые значения.
Числовые примеры
В растворе уксусной кислоты 0,1 моль/л распалось 0,0013 моль/л молекул: α = 0,0013 / 0,1 = 0,013, то есть 1,3 %. Для слабого основания 0,25 моль/л с ионизацией 0,0042 моль/л получается 0,0042 / 0,25 = 1,68 %. Если распалась половина молекул, например 0,05 из 0,1 моль/л, α = 50 %.
Предельные случаи: полная диссоциация даёт 100 %, отсутствие диссоциации — 0 %. В очень разбавленных растворах α велика даже у слабых электролитов: при 0,00004 моль/л распавшихся из 0,0001 моль/л исходных получается 40 %.
Связь с константой диссоциации
Для слабого электролита, диссоциирующего на два иона, закон разбавления Оствальда записывается как K = α²·c / (1 − α). При малых α знаменатель близок к единице, и K ≈ α²·c. Для уксусной кислоты 0,1 моль/л с α = 0,013 получаем K ≈ 0,013² · 0,1 ≈ 1,7·10⁻⁵.
Из этого следует, что при разбавлении α растёт примерно пропорционально корню из обратной концентрации. Закон Оствальда справедлив для разбавленных растворов, где активности ионов близки к концентрациям; в концентрированных растворах результаты расходятся с опытом.
Границы применимости
Калькулятор не определяет, какой из ионов следует брать в числитель, и не учитывает диссоциацию воды. Для очень разбавленных растворов кислот вклад ионов воды становится заметным, и простое отношение концентраций искажает α.
Для многоосновных кислот степень диссоциации по первой ступени намного выше, чем по второй, поэтому нужно указывать, о какой ступени идёт речь. Результат следует трактовать как учебную оценку, а не как строгую характеристику при высокой ионной силе.
Формула расчёта
α = c(распавшихся) / c · 100 %
Проверенные примеры
В растворе концентрацией 0,1 моль/л распалось на ионы 0,0013 моль/л молекул. Чему равна степень диссоциации?
α = 0,0013 / 0,1 · 100 = 1,3 %.
Из 0,25 моль/л основания ионизировано 0,0042 моль/л.
α = 0,0042 / 0,25 · 100 = 1,68 %.
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Определите концентрацию электролита до диссоциации в моль/л.
- Найдите концентрацию распавшихся молекул — например, по [H⁺], если кислота одноосновная и других источников ионов нет.
- Введите обе концентрации и нажмите «Рассчитать».
- Проверьте результат: α не может превышать 100 процентов.