Grado di dissociazione

Si definisce grado di dissociazione, simboleggiato dalla lettera greca ${\boldsymbol {\alpha }}$, il rapporto tra la quantità di sostanza dissociata $n_{\mathrm {d} }$ e la quantità di sostanza inizialmente presente $n_{0}$ (entrambe misurate in moli):

$\alpha ={\frac {n_{\mathrm {d} }}{n_{0}}}$

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 grado di dissociazione è legato al coefficiente di van 't Hoff (o "fattore di dissociazione") $i$ dalla relazione

$i=1+\alpha (\nu -1)$,

in cui $\nu$ 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 e della pressione.

Il grado di dissociazione può assumere valori compresi tra 0 e 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, $\alpha$ può essere espresso in termini percentuali (in quest'ultimo caso assumerà valori tra 0 e 100).

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:

${\ce {HA\rightleftharpoons {H^{+}}+A^{-}}}$

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, $K_{\mathrm {a} }$, si ottiene:

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

Allo stesso modo è possibile mettere in relazione la costante di dissociazione basica, $K_{\mathrm {b} }$, con il grado di dissociazione dell'elettrolita o la costante di dissociazione termica di un gas con il grado di dissociazione del gas stesso.

$\alpha$ è un parametro facilmente calcolabile tramite misure pratiche di conduttività ionica o sfruttando le proprietà colligative.

Bibliografia

• (EN) Carl H. Hamann, Andrew Hamnett, Wolf Vielstich, Electrochemistry, 2ª ed., Wiley-VCH, 2007, ISBN 3-527-31069-X. URL consultato il 28 settembre 2020 (archiviato dall'url originale il 7 marzo 2016).

Voci correlate

• Equilibrio chimico
• Coefficiente di van 't Hoff
• Costante di dissociazione
• Costante di dissociazione acida
• Costante di dissociazione basica
• Legge di Ostwald

Collegamenti esterni

• (EN) IUPAC Gold Book, "degree of dissociation", su goldbook.iupac.org.