【弱酸・弱塩基】なぜ濃度が低くなると電離度が高くなるの？わかりやすく解説してみた

濃度が低いと電離度が高くなる

弱酸は濃度が高い時には電離度が低いですが、濃度が薄くなると電離度が高くなります。これはなぜでしょう。

平衡定数から考えてみましょう。

酢酸の平衡定数

酢酸は水溶液中では次のような平衡状態（左右に行き来している状態）にあります。

CH₃COOH ⇔ CH₃COO^– + H⁺

平衡状態にある反応は、次のような式で平衡定数Kを求めることができます。平衡定数Kは温度が変わらないならば一定の値をとります。

$$K=\frac{[CH3COO^-][H^+]}{[CH3COOH]}$$

CH₃COOH の濃度をa、 CH₃COO^– と H⁺ の濃度をbとしてみましょう。溶液は1Lとします。

CH₃COOH	CH₃COO^–	H⁺
a mol/L	b mol/L	b mol/L

先ほどの式にあてはめると、次のようになります。

$$K=\frac{[CH3COO^-][H^+]}{[CH3COOH]} = \frac{b × b}{a} = \frac{b^2}{a}$$

酢酸溶液を希釈した場合

続いてこの溶液を希釈して体積をVLにしてみます。電離度が変わらなければ濃度が次のようになるはずです。

CH₃COOH	CH₃COO^–	H⁺
a/V mol/L	b/V mol/L	b/V mol/L

これを平衡定数の式に当てはめてみます。

$$K’=\frac{[CH3COO^-][H^+]}{[CH3COOH]} = \frac{\frac{b}{V}\frac{b}{V}}{\frac{a}{V}} = \frac{b^2}{Va}$$

電離度が変化しなければ平衡定数の値は1/V倍になります。しかし、平衡定数は温度が変わらなければ一定の値を取るはずです。

そのため、元の値に戻ることができるようbの値が大きくなります。つまり、電離度が大きくなり反応は右に傾きます。

CH₃COOH ⇔ CH₃COO^– + H⁺

平衡定数から考えてみると納得できるね。