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酸的強弱與濃度實驗解說
濃酸和強酸具有不同的含義。透過改變酸的分析濃度和平衡常數，比較酸的質子濃度、pH值以及解離程度。可以透過比較在相同濃度下酸的強度差異，以及相同酸的稀釋情況，來區分酸的強度和濃度。
它是怎麼工作的？
酸的強度是指其易於離解的趨勢，濃度是指單位體積中酸的量。它可以用 pH = −log₁₀[H⁺] 和 α = [H⁺]/C 來定義。
關鍵關係
Ka = x²/(C−x) · x = 2KaC/(√(Ka²+4KaC)+Ka)
嘗試這個實驗
- 選擇一種強酸和一種弱酸，並改變它們的濃度和Ka值。對於強酸，在計算中不使用Ka調整值。一個粒子代表 100 單位酸的比例。
- 分別以 0.100 mol/L 的濃度，執行並記錄弱酸和強酸，弱酸的Ka值設定為 1.8×10⁻⁵。
- 記錄弱酸濃度降低到 0.010 mol/L 的情況，以及 Ka 增加到 9.0×10⁻⁵ 的情況。
解讀結果的依據
當相同弱酸進行稀釋時，pH值和離解度如何變化？
如果以相同的 Ka 稀釋，[H⁺] 降低，pH 增加。同時，所有酸的電離比 α 增加。在相同的溫度下，Ka 保持不變。
模型的範圍與限制
25℃是單質酸的理想濃度平衡。對於弱酸，使用精確的方程：x² + Ka*x - Ka*C = 0。活性和多樣性資產不考慮。水的自離子化僅在 [H⁺] ≥ 10⁻⁶ mol/L 時被忽略（顯著大於 10⁻⁷）。整個輸入範圍都滿足此條件。Ka = 1.8×10⁻⁵ 是一種醋酸的例子。粒子比例取整到最近的 100。