یونش و درجه یونش چیست؟ تعریف، فرمول و تأثیر آن در قدرت اسیدها و بازها

یونش و درجه یونش: مفاهیم پایه در رفتار شیمیایی اسیدها و بازها

 مقدمه

برای درک بهتر رفتار اسیدها، بازها و نمک‌ها در محلول‌های آبی، باید با مفاهیم یونش (Ionization) و درجه یونش (Degree of Ionization) آشنا باشیم. این مفاهیم نقش کلیدی در تعیین قدرت اسیدی، رسانایی الکتریکی، و میزان واکنش‌پذیری مواد در محلول دارند.

یونش چیست؟

یونش فرآیندی است که در آن یک مولکول خنثی (مانند یک اسید یا باز) در آب به یون‌های مثبت و منفی تجزیه می‌شود.

مثال ساده:

⁻HA + H₂O ⇌ H₃O⁺ + A

در این واکنش، HA یک اسید است که با آب واکنش داده و به یون هیدرونیوم (⁺H₃O) و آنیون ⁻A تبدیل می‌شود.

انواع یونش

1. یونش کامل (کامل تفکیک‌شونده):

مواد به‌طور کامل به یون تبدیل می‌شوند.
معمولاً در اسیدها و بازهای قوی دیده می‌شود.
 مثال:

^–HCl → H⁺ + Cl

2. یونش ناقص (جزئی):

 فقط بخشی از مولکول‌ها یونیزه می‌شوند.
 در اسیدها و بازهای ضعیف اتفاق می‌افتد.
 مثال:

⁻CH₃COOH ⇌ H⁺ + CH₃COO

 درجه یونش چیست؟

درجه یونش یا درصد یونش (Degree of Ionization) مقدار نسبی مولکول‌هایی است که در محلول به یون تبدیل شده‌اند.

فرمول درجه یونش:

α = (تعداد مولکول‌های یونیزه‌شده) / (تعداد کل مولکول‌ها)

یا در حالت درصد:

درصد یونش = (مول‌های یونیزه‌شده / مول کل) × 100

 عوامل مؤثر بر درجه یونش

1. نوع ماده:

 اسید یا باز قوی → درجه یونش بالا
 اسید یا باز ضعیف → درجه یونش پایین

2. غلظت محلول:

 در غلظت‌های رقیق، درجه یونش بیشتر است (اصل لوشاتلیه)

3. دما:

 معمولاً افزایش دما باعث افزایش یونش می‌شود.

4.حضور یون مشترک:

 وجود یون‌های مشابه در محلول می‌تواند یونش را کاهش دهد (اثر یون مشترک).

 مثال عددی از محاسبه درجه یونش

اگر از یک اسید ضعیف، محلولی ۰/۱ مولار تهیه کنیم و فقط ۰/۰۰۱ مول آن یونیزه شود، درجه یونش چنین محاسبه می‌شود:

α = 0.001 / 0.1 = 0.01 → 1%

یعنی تنها یک درصد از مولکول‌ها یونیزه شده‌اند.

 کاربرد درجه یونش در شیمی

تشخیص قدرت اسید و باز
پیش‌بینی رسانایی الکتریکی محلول
محاسبه pH و غلظت یون‌ها
تحلیل تعادل‌های یونی در واکنش‌ها

 ارتباط با ثابت تفکیک (Ka)

در اسیدهای ضعیف، می‌توان درجه یونش را با ثابت تفکیک یون (Ka) مرتبط دانست:

Ka = [H⁺]² / [HA]^₀

با دانستن Ka و غلظت اولیه، می‌توان α را تقریب زد:

α ≈ √(Ka / [HA]₀)

 نتیجه‌گیری

یونش و درجه یونش ابزارهای اساسی برای تحلیل واکنش‌های شیمیایی در محلول‌های آبی هستند. با درک این مفاهیم می‌توان رفتار اسیدها، بازها و نمک‌ها را در واکنش‌ها به‌طور دقیق‌تری پیش‌بینی کرد.