Grado di dissociazione
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Si definisce grado di dissociazione, simboleggiato dalla lettera greca α, il rapporto tra il numero di moli di sostanza dissociata (nd) e il numero di moli iniziali (n0) della stessa sostanza:
Questa grandezza adimensionale viene utilizzata per descrivere l'effettivo comportamento di un elettrolita debole che in soluzione si dissocia parzialmente o nel caso della dissociazione termica dei gas. Il fattore di dissociazione (chiamato anche coefficiente di Van't Hoff), simbolo i, è un'altro parametro che comprende il grado di dissociazione e viene utilizzato nel calcolo delle proprietà collegative o viene applicato alla legge dei gas perfetti, per calcolare in modo corretto i valori di pressione, volume o peso molecolare di un gas che subisce dissociazione termica. Il fattore di dissociazione è così definito:
- i = 1 + α(ν - 1)
dove ν rappresenta il numero di moli formate dalla dissociazione di ogni mole di sostanza, ricavabile dalla relazione stechiometrica.
Il grado di dissociazione è funzione della temperatura a della pressione. Risulta facilmente verificabile la disuguaglianza
- 0 ≤ α ≤ 1
dove il valore zero corrisponde a un non elettrolita o assenza di dissociazione e il valore 1 è il grado di massima dissociazione (teoricamente a diluizione infinita). In riferimento a 100 moli iniziali di sostanza, α può essere espresso in termini percentuali.
[modifica] Relazione con la costante di dissociazione
Consideriamo, per esempio, la generica reazione di dissociazione di un acido debole:
- HA
H+ + A-
Possiamo schematizzare le quantità delle varie specie chimiche, presenti nelle diverse fasi della reazione, utilizzando la seguente tabella:
| HA | H+ | A- | |
|---|---|---|---|
| moli iniziali | n0 | 0 | 0 |
| variazione di moli per reazione | - αn0 | + αn0 | + αn0 |
| moli all'equilibrio | n0 - αn0 | αn0 | αn0 |
Le varie concentrazioni molari (C) risultano:
![[HA] = \frac {n_0(1 - \alpha)}{V} = C (1 - \alpha)](../../../math/9/7/b/97beec7fa72edf5f7fde3a49ae4e70a3.png)
![[A^-] = \frac {\alpha n_0}{V} = \alpha C](../../../math/2/4/9/249e70347d0fe9e0d7eb309079489860.png)
![[H^+] = \frac {\alpha n_0}{V} = \alpha C](../../../math/5/f/f/5ff35b3e465c8821840b337ca474351d.png)
calcolando la costante di dissociazione, Ka, si ottiene
![K_a = \frac {[A^-][H^+]}{[HA]} = \frac {\alpha C \alpha C}{C (1 - \alpha)} = \frac {\alpha^2 C}{1 - \alpha}](../../../math/5/8/5/585027436d8edeaa78e3a10f35daa2c9.png)
Allo stesso modo è possibile mettere in relazione la costante di dissociazione basica, Kb, con il grado di dissociazione dell'elettrolita o la costante di dissociazione termica di un gas con il grado di dissociazione del gas stesso.
α è un parametro facilmente calcolabile tramite misure pratiche di conduttività ionica o sfruttando le proprietà colligative.
