Алгебраический метод расчета константы диссоциации органического реагента

Мольная доля молекулярной и ионной форм органического реагента в растворе зависит от рН раствора.

Оптическая плотность раствора слабой кислоты при заданных значениях рН и длины волны проходящего через раствор излучения может быть выражена уравнением:

, (166)

где – оптическая плотность раствора, содержащего обе формы органического реагента;

и – коэффициенты погашения молекулярной и ионной форм органического реагента при выбранной длине волны излучения,

дм³×моль^-1×см^-1;

с – сумма молярных концентраций всех форм органического реагента в растворе, моль/дм³;

х – мольная доля анионной формы органического реагента.

Подставив в выражение (167) величины с и х:

(167)

и решая уравнение (169) относительно х, находим:

(168)

Комбинируя уравнения (168) и (170), получим:

. (169)

Решаем уравнение (171) относительно K:

. (170)

Графический метод

На кривой зависимости оптической плотности раствора (), измеренной при длине волны, соответствующей максимальному поглощению недиссоциированной формы индикатора, от рН раствора наблюдается резкое измерение значений оптической плотности раствора в области перехода от одной формы кислоты к другой (область перехода окраски индикатора) (рисунок 1). Если измерить оптическую плотность растворов при длине волны, соответствующей максимальному поглощению диссоциированной формы индикатора, то на кривой зависимости

= f (pH) скачок оптической плотности будет в том же диапазоне рН, но в обратную сторону (рисунок 2).

Перпендикуляр, опущенный из точки, соответствующей степени диссоциации реагента a = 50 %, (середина участка крутого подъема или спада оптической плотности) на ось дает значение р K, так как подстановка выражения:

(171)

в уравнение (170) приводит к равенству:

lg K = lg[H⁺] и – lg K = pH. (172)

A l, нм	A рН
Рисунок 1 – Спектры молекулярной (1) и ионной (2) форм индикатора	Рисунок 2 – Зависимость оптической плотности раствора индикатора от рН при l = 620 нм (1) и l = 460 нм (2)