化学

電離度の求め方(公式を利用した方法)

電離度 求め方 公式

前回の記事では価数とは何か?について解説しました。
価数とは?わかりやすく解説【化学】

ところで

酸塩基の分類の仕方として

価数
・強弱

があります。

そもそも酸塩基についてよくわからないという方は
先にこちらの記事をご覧ください。
酸塩基の見分け方についてわかりやすく解説

で、酸塩基を分類するための『強弱』って何でしょう?
強弱とは電離度がほぼほぼ1である酸・塩基を強酸・強塩基といいます。
電離度がほぼ1である酸なら強酸で、電離度がほぼ1である塩基なら強塩基と分類できます。

これに対して電離度が1よりも
相当小っちゃい酸・塩基を弱酸・弱塩基といいます。

ただ、「電離度とはそもそも何なの?」
と疑問に感じた方もいるのではないでしょうか。

今回の記事では電離度の求め方を公式を使って解説していきますが、
そのためにもまず電離度って何か?というところから解説していきますね。

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電離度とは何?(公式を使った求め方を理解する前提)

電離度とは水に溶かした分子のうち、
電離している分子の割合のことをいいます。

電離とは何か?が分からない方はこちらの記事を参考にしていただけるとうれしいです。
電解質と非電解質の違いと例

たとえば、$HCl $を水に10分子投入したとしましょう。
その後、全部電離したとしましょう。

水に溶かした分子のうち、
電離している分子の割合(電離度)は
10分子投入し、10分子電離しているから

電離度=$\frac{10}{10} $=1
となりますね。

こんな感じで溶かした分子のうち電離している分子の割合のことを電離度といって
これが1に近いものを強酸、強塩基といいます。
だから$HCl $(塩酸)は強酸と言えるわけですね。

これに対して$CH_3COOH $(酢酸)は10分子水に投入したけど、
電離したのはそのうちの2分子だったとしましょう。

すると
電離度=$\frac{2}{10} $=0.2
となりますね。

1よりかなり小さい電離度なので弱酸になります。

では「電離度が0.5くらいだったら何て呼ぶの?」
って疑問に感じた方もいるかもしれませんね。

電離度が0.5くらいだったら

・中程度の酸
・中程度の塩基

といいます。

とにかく

ここまでまとめると電離度が

・1に近い酸を強酸、1に近い塩基を強塩基
・1よりかなり小さい酸を弱酸、1よりかなり小さい塩基を強塩基
・0.5に近いような酸を中程度の酸、0.5に近いような塩基を中程度の塩基

といいます。

電離度によって酸と塩基の強弱が決まるということを
知っておきましょう。

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電離度公式を使った求め方について

電離度の公式

電離度α=$\frac{電離した酸・塩基の物質量(mol)}{溶解した酸・塩基の物質量(mol)} $

です。

電離度αは0<α≦1です。

ここで電離度が理解できているか確認テストを出してみますね。
電離度αが1だとどんな状態ですか?
答えは酸や塩基が完全に電離しているので、強酸や強塩基だといえますね。

では電離度αが0.6ってどんな状態?
中程度の酸や塩基の状態ですが、6割が電離している状態だといえます。
これは上記公式を知っていれば分かると思います。

ところで上記電離度の公式を変形すると、
たとえば、酸($H^{+} $)で見ると

[$H^{+} $]=(溶解した酸のモル濃度)×価数×電離度
となります。

価数についてはこちらの記事で解説しています。
価数とは?わかりやすく解説【化学】

では電離度の公式が分かったところで
電離度の求め方を一緒に体験していきましょう。

電離度を公式を使って求めてみよう

(問題)
0.4mol/Lの酢酸中の$H^{+} $濃度が$1.2×10^{-3} $mol/Lだったとする。
このときの酢酸の電離度αはいくらになるでしょう?

先ほどの電離度の公式を使って求めてみましょう。

電離度の公式

電離度α=$\frac{電離した酸・塩基の物質量(mol)}{溶解した酸・塩基の物質量(mol)} $

でしたね。

なので電離度α=$1.2×10^{-3} $÷0.4=$3.0×10^{-3} $
と求めることができました。

こんな感じで公式を使えば簡単に電離度を求めることができますよ。
あとはいろんな問題集を使ってバリバリ電離度の問題を解いていってくださいね。
以上で解説を終わります。

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