Դիսոցման հաստատուն

Դիսոցման հաստատուն, հավասարակշռության հաստատուն, որը բնութագրում է նյութի հակումը դիսոցման, ինչպես կոմպլեքս աղերի դեպքում դիսոցումը մոլեկուլների, իսկ օրինակ աղի դեպքում՝ իոնների։ Դիցոցման հաստատունը հիմնականում նշանակում են Kd, որը ընդունվել է հաստատունների ասոցիացիայում։ Աղերի դեպքում դիսոցման հաստատունը անվանում են իոնական հաստատուն։
Ընդհանուր ռեակցիան տրվում է հետևյալ ձևով՝

  
    
      
        
          
            
              A
            
          
          
            x
          
        
        
          
            
              B
            
          
          
            y
          
        
        ⇌
        x
        
          
            A
          
        
        +
        y
        
          
            B
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {A}}_{x}{\mathsf {B}}_{y}\rightleftharpoons x{\mathsf {A}}+y{\mathsf {B}}}
  որտեղ 
  
    
      
        
          
            
              A
            
          
          
            x
          
        
        
          
            
              B
            
          
          
            y
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {A}}_{x}{\mathsf {B}}_{y}}
   նյութը դիսոցվում է x գործակցով A նյութի և y գործակցով B նյութի։ Այս դեպքում դիսոցման հաստատունը արտահայտվում է հետևյալ կերպ.

  
    
      
        
          K
          
            d
          
        
        =
        
          
            
              [
              A
              
                ]
                
                  x
                
              
              ×
              [
              B
              
                ]
                
                  y
                
              
            
            
              [
              
                A
                
                  x
                
              
              
                B
                
                  y
                
              
              ]
            
          
        
      
    
    {\displaystyle K_{d}={\frac {[A]^{x}\times [B]^{y}}{[A_{x}B_{y}]}}}
  որտեղ [A], [B] և [AxBy] համապատասխանաբար A, B և AxBy նյութերի կոնցենտրացիաներն են։


== Սահմանում ==
Թույլ էլեկտրոլիտների դեպքում էլեկտրոլիտիկ դիսոցումը, ըստ Արենիուսի թեորեմի դարձելի ռեակցիա է, որը սխեմատիկորեն կարելի է ներկայացնել հետևյալ ձևով.
KA↔K++A−,
որտեղ՝ 

KA դիսոցվող նյութն է,
K+ կատիոնը,
A− անիոնը։Հավասարակշռության հաստատունը այս դեպքում արտահայտվում է այս հավասարումով.

որտեղ՝

[KA]-ն լուծույթի կոնցենտրացիան է,
[K+]-ը կատիոնների կոնցենտրացիան է լուծույթում,
[A−]-ը անիոնների կոնցենտրացիան է լուծույթում։Հավասարակշռության հաստատունը կիրառվում է դիցոցման ռեակցիաներում և կոչվում ՝ դիսոցման հաստատուն։


== Էլեկտրոլիտների դիսոցումը միավալենտ իոնների ==
Էլեկտրոլիտի դիսոցումը միավալենտ իոնների հաճախ տեղի է ունենում մի քանի փուլով։
Օրինակ. 1 փուլ. 
  
    
      
        H
        O
        O
        C
        C
        O
        O
        H
        ↔
        
          H
          
            +
          
        
        +
        O
        O
        C
        C
        O
        O
        
          H
          
            −
          
        
      
    
    {\displaystyle HOOCCOOH\leftrightarrow H^{+}+OOCCOOH^{-}}
  
2 փուլ. 
  
    
      
        O
        O
        C
        C
        O
        O
        
          H
          
            −
          
        
        ↔
        
          H
          
            +
          
        
        +
        O
        O
        C
        C
        O
        
          O
          
            2
            −
          
        
      
    
    {\displaystyle OOCCOOH^{-}\leftrightarrow H^{+}+OOCCOO^{2-}}
  

  
    
      
        
          K
          
            I
          
        
        =
        
          
            
              
                [
                
                  H
                  
                    +
                  
                
                ]
              
              
                [
                
                  O
                  O
                  C
                  C
                  O
                  O
                  
                    H
                    
                      −
                    
                  
                
                ]
              
            
            
              [
              
                H
                O
                O
                C
                C
                O
                O
                H
              
              ]
            
          
        
        =
        5
        ,
        6
        ⋅
        
          10
          
            −
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle K_{I}={\frac {\left[H^{+}\right]\left[OOCCOOH^{-}\right]}{\left[HOOCCOOH\right]}}=5,6\cdot 10^{-2}}
  

  
    
      
        
          K
          
            I
            I
          
        
        =
        
          
            
              
                [
                
                  H
                  
                    +
                  
                
                ]
              
              
                [
                
                  O
                  O
                  C
                  C
                  O
                  
                    O
                    
                      2
                      −
                    
                  
                
                ]
              
            
            
              [
              
                O
                O
                C
                C
                O
                O
                
                  H
                  
                    −
                  
                
              
              ]
            
          
        
        =
        5
        ,
        4
        ⋅
        
          10
          
            −
            5
          
        
      
    
    {\displaystyle K_{II}={\frac {\left[H^{+}\right]\left[OOCCOO^{2-}\right]}{\left[OOCCOOH^{-}\right]}}=5,4\cdot 10^{-5}}
  


== Դիսոցման հաստատունի և դիսոցման աստիճանի կապը ==
КА էլեկտրոլիտի դիսոցման հաստատունի և դիսոցման աստիճանի կապը արտահայտվում է հետևյալ կերպ՝ [A−]=[K+]=α·c, [KA]=c-α·c=c·(1-α), որտեղ α էլեկտրոլիտի դիսոցման աստիճանն է։
Այդ դեպքում՝ 

Այս հարաբերությունը անվանում են Օսվալդի նոսրացման կանոն։ Շատ փոքր α-ի (α«1) դեպքում՝ K=cα², որտեղից.

  
    
      
        α
        =
        
          
            
              K
              c
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \alpha ={\sqrt {\frac {K}{c}}}}
  


== Դիսոցման հաստատունը ուժեղ էլեկտրոլիտներում ==
Ուժեղ էլեկտրոլիտները պրակտիկայում դիսոցվում են ամբողջությամբ, այս պատճառով արտահայտության հայտարարը հավասարվում է զրոյի, որի պատճառով արտահայտությունը ձգտում է անվերջության։ Այս դեպքում ուժեղ էլեկտրոլիտների համար «դիսոցման հաստատուն» արտահայտությունը կորցնում է իր իմաստը։


== Հաշվարկների օրինակներ ==


=== Ջրի դիսոցումը ===
Ջուրը հանդիսանում է թույլ էլեկտրոլիտ և նրա դիսոցումը տեղի է ունենում այս հավասարումով.

  
    
      
        
          
            
              H
            
          
          
            2
          
        
        
          
            O
          
        
        ⇌
        
          
            
              H
            
          
          
            +
          
        
        +
        
          
            
              O
              H
            
          
          
            −
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {H}}_{2}{\mathsf {O}}\rightleftharpoons {\mathsf {H}}^{+}+{\mathsf {OH}}^{-}}
  Դիսոցման հաստատունը 25 °C կազմում է՝

  
    
      
        
          K
          
            d
          
        
        =
        
          
            
              [
              
                
                  
                    H
                  
                
                
                  +
                
              
              ]
              ⋅
              [
              
                
                  
                    O
                    H
                  
                
                
                  −
                
              
              ]
            
            
              [
              
                
                  
                    H
                    
                      2
                    
                  
                  O
                
              
              ]
            
          
        
        =
        1
        ,
        83
        ⋅
        
          10
          
            −
            16
          
        
        :
      
    
    {\displaystyle K_{d}={\frac {[{\mathsf {H}}^{+}]\cdot [{\mathsf {OH}}^{-}]}{[{\mathsf {H_{2}O}}]}}=1,83\cdot 10^{-16}:}
  Քանի որ ջրային լուծույթների մեծ մասում հանդես է գալիս մոլեկուլային ջուրը, և հաշվի առնելով, որ ջրի մոլային բաժինը 18,0153 գ/մոլ է, խտությունը՝ 25 °C-ում, 997,07 գ/լ է, և մաքուր ջրի կոնցենտրացիան՝ [H2O]=55,346 մոլ/լ է՝

  
    
      
        [
        
          
            
              H
            
          
          
            +
          
        
        ]
        ⋅
        [
        
          
            
              O
              H
            
          
          
            −
          
        
        ]
        =
        
          10
          
            −
            14
          
        
      
    
    {\displaystyle [{\mathsf {H}}^{+}]\cdot [{\mathsf {OH}}^{-}]=10^{-14}}
  Եթե ջրածնի իոնների և հիդրօքսիլ իոնների կոնցենտրացիաները հավասար են, կարող ենք գրել՝

  
    
      
        
        [
        
          
            
              H
            
          
          
            +
          
        
        ]
        =
        [
        
          
            
              O
              H
            
          
          
            −
          
        
        ]
        =
        
          10
          
            −
            7
          
        
      
    
    {\displaystyle \,[{\mathsf {H}}^{+}]=[{\mathsf {OH}}^{-}]=10^{-7}}
  Այստեղից կարող ենք գտնել ջրի ջրածնական ցուցիչը.

  
    
      
        
        
          
            p
            H
          
        
        =
        −
        
          
            l
            g
          
        
        [
        
          
            
              H
            
          
          
            +
          
        
        ]
        =
        7
        ,
        0
      
    
    {\displaystyle \,{\mathsf {pH}}=-{\mathsf {lg}}[{\mathsf {H}}^{+}]=7,0}
  


=== Թույլ թթուների դիսոցումը ===
Եկեք հաշվենք 0,01 Մ ֆտորաջրածնի դիսոցման աստիճանը և pH-ը։ Նրա դիսոցման հաստատունը կլինի՝

  
    
      
        K
        =
        
          
            
              [
              
                
                  
                    H
                  
                
                
                  +
                
              
              ]
              ⋅
              [
              
                
                  
                    F
                  
                
                
                  −
                
              
              ]
            
            
              [
              
                
                  H
                  F
                
              
              ]
            
          
        
        =
        6
        ,
        61
        ⋅
        
          10
          
            −
            4
          
        
      
    
    {\displaystyle K={\frac {[{\mathsf {H}}^{+}]\cdot [{\mathsf {F}}^{-}]}{[{\mathsf {HF}}]}}=6,61\cdot 10^{-4}}
  Հաշվենք դիսոցման աստիճանը α-ի միջոցով։ Քանի որ [H+]=[F−] =Cα, իսկ [HF]=C(1-α), հետևաբար այս հարաբերությունը տեղադրելով բանաձևի մեջ կստանաք՝

  
    
      
        K
        =
        
          
            
              
                C
                
                  2
                
              
              
                
                  α
                
                
                  2
                
              
            
            
              C
              (
              1
              −
              
                α
              
              )
            
          
        
        =
        
          
            
              C
              
                
                  α
                
                
                  2
                
              
            
            
              1
              −
              
                α
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle K={\frac {C^{2}{\alpha }^{2}}{C(1-{\alpha })}}={\frac {C{\alpha }^{2}}{1-{\alpha }}}}
  Լուծենք քառակուսային հավասարումը α-ի նկատմամբ.

  
    
      
        
        C
        
          
            α
          
          
            2
          
        
        +
        K
        
          α
        
        −
        K
        =
        0
      
    
    {\displaystyle \,C{\alpha }^{2}+K{\alpha }-K=0}
  

  
    
      
        
          α
        
        =
        
          
            
              −
              K
              +
              
                
                  
                    K
                    
                      2
                    
                  
                  +
                  4
                  C
                  K
                
              
            
            
              2
              C
            
          
        
        =
        0
        ,
        226
      
    
    {\displaystyle {\alpha }={\frac {-K+{\sqrt {K^{2}+4CK}}}{2C}}=0,226}
  Այս բանաձևի օգտագործումով ստանում ենք սխալ պատասխան մոտ 15 %-ով։

  
    
      
        α
        =
        
          
            
              K
              c
            
          
        
        =
        0
        ,
        257
      
    
    {\displaystyle \alpha ={\sqrt {\frac {K}{c}}}=0,257}
  
Արդեն ունենք դիսոցման հաստատունը և դիսոցման աստիճանը, կարող ենք որոշել լուծույթի ջրածնական ցուցիչը.

  
    
      
        
        
          
            p
            H
          
        
        =
        −
        
          
            l
            g
          
        
        [
        
          
            
              H
            
          
          
            +
          
        
        ]
        =
        −
        
          
            l
            g
          
        
        (
        C
        α
        )
        =
        −
        
          
            l
            g
          
        
         
        0.00226
        =
        2
        ,
        65
        :
      
    
    {\displaystyle \,{\mathsf {pH}}=-{\mathsf {lg}}[{\mathsf {H}}^{+}]=-{\mathsf {lg}}(C\alpha )=-{\mathsf {lg}}\ 0.00226=2,65:}
  


== Տես նաև ==
Էլեկտրոլիտային դիսոցում
Դիսոցման աստիճան
Հավասարակշռության հաստատուն
Քիմիական ռեակցիայի արագություն