Question

Wyjaśnić rożnicę pomiędzy wartościami ph roztworów słabego i mocnego kwasu o takim samym stężeniu; skorzystać z pojęcia stopień dysocjacji

Answer 1

Jeśli mamy skorzystać ze stopnia dysocjacji, najpierw trzeba wiedzieć co to jest.
Jest to stosunek jonów zdysocjowanych do wszystkich jonów znajdujących się w roztworze
Dla kwasu będzie to  alfa = [H+] / C0
{H+] - stężenie jonów wodorowych
C0 - stężenie początkowe roztworu

Podam przykład dla kwasu jednoprotonowego - RH gdzie R- reszta kwasowa
Jeśli jest to mocny kwas, dysocjuje on w 100% i jest to strzałka skierowana w stronę produktów (-->)  ale jeśli jest słaby kwas to dysocjuje on częściowo i można to wyrazić w stałej lub stopniu dysocjacji. Strzałki w obie strony jedna nad drugą ( <==> )
Więc rozważę problem dla:
-->  mocnego kwasu jednoprotonowego:

RH --H2O--> R- + H+
alfa = 100% = 1
wzór alfa=[H+]/C0 a przekształcając [H+] = C0 * alfa
Zakładam, że C0 = 0,001 mol/dm3
[H+] = 1 * 0,001 = 0,001 mol/dm3
pH= -log[H+] = 3

--> słabego kwasu jednoprotonowego:

RH  <=H2O=> R- + H+
Więc teraz dla przykładu podam, że roztwór dysocjuje w 3%
alfa = 3% = 0,03 
wzór:   [H+] = alfa * C0 = 0,03 * 0,001 = 3 * 10^-5 mol/dm3
pH = -log[H+] = 4,5

Więc podsumowując
pH mocnego kwasu : 3
pH słabego kwasu : 4,5
Jest różnica w pH o 1,5 jednostki ponieważ słaby kwas nie reaguje w 100% i nie ma tych jonów wodorowych więc pH zbliża się do obojętnego (7)