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 (n_d) 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 colligative 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

Andamento del grado di dissociazione, α, in funzione della diluizione 1/C. A diluizione infinita, α tende ad 1 (dissociazione totale).

Consideriamo, per esempio, la generica reazione di dissociazione di un acido debole:

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:

$[HA] = \frac {n_0(1 - \alpha)}{V} = C (1 - \alpha)$

$[A^-] = \frac {\alpha n_0}{V} = \alpha C$

$[H^+] = \frac {\alpha n_0}{V} = \alpha C$

calcolando la costante di dissociazione, K_a, si ottiene

$K_a = \frac {[A^-][H^+]}{[HA]} = \frac {\alpha C \alpha C}{C (1 - \alpha)} = \frac {\alpha^2 C}{1 - \alpha}$

Allo stesso modo è possibile mettere in relazione la costante di dissociazione basica, K_b, 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.