解離(The Dissociation)

解離(The Dissociation)
台北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

化合物如鹽類等分解成較小的組成粒子、離子或自由基的過程稱為「解離(Dissociation)」，解離在化學或生物化學上是個常見且重要的行為。 如鹽酸在水中解離為氫離子和帶負電的氯離子。反之，其逆反應為離子或分子等組合成較大的分子，這個過程稱為「再結合或再化合(Recombination)」。對一個化合物ＡＢ，解離常數Kd為組成粒子Ａ、Ｂ濃度的乘積除以ＡＢ的濃度(式一)。

以下就常見的幾種物質的解離平衡做介紹。

一、水
水由氫離子與氫氧根離子組成，兩個水分子會發生自解離行為(Self-ionazion，Autoprotolysis)產生一個水合氫離子(H₃O⁺)與ㄧ個氫氧根離子。

由於水的濃度為常數，故Ｋ_d可改寫為 Ｋ_w 為式三：

K_w 稱為「離子積常數或自解離常數(Ion product constant 或 Self-ionization constant)」，在標準室溫室壓條件(SATP，1 atm / 298 K)下，K_w 為1.0 X 10^-14。

二、 酸
酸(HA)在溶液中的解離表示釋放出氫離子(H⁺)，同時氫離子也不斷和其共軛鹼(A^–)再結合為酸。酸的解離常數稱為 K_a(Acid dissociation constant，酸鹼離常數)， K_a可以用來判斷酸的強度，當K_a值越大時，表示酸的強度越大；但是要注意有所使用的溶劑，只有在不完全解離的狀況下，用K_a 來判斷酸的強度才有意義。

三、 鹽類
鹽類為離子化合物，在水中經由組成離子和水形成水合離子的形式解離；當溶劑（水）被蒸發後，解離的水合陽離子和陰離子因失去分離力量再結合得到鹽類。
電解質指的是含有可游離的離子且可以作為電的傳導媒介。以鹽類(MX)的解離為例，其解離常數Ｋ_d為

因為鹽類為固體，濃度不變，故Ｋ_d可改寫為 Ksp 為式五：

Ksp 稱為「溶解度積常數(Solubility product)」，用來判斷鹽類在溶劑中的溶解難易度，Ksp 越大的鹽類，其溶解度越好。如果是非一價離子的鹽類，式五修正為：

四、氣體
氣體的解離平衡以分壓表示，例如四氧化二氮的解離，其平衡式為 ：

p 表示分壓。以(Alfa)來表示氣體的解離百分比，假設N₂O₄的初始濃度為1，當解離時會生成2的NO₂，K_p 和 之間所存在的關係

p_T表示總壓。根據勒沙特列原理(Le Chatelier’s Principle)，K_p 為常數，若在系統中加壓，即增加 p_T ，為了 K_p 保持不變，導致會降低，因此在平衡中增加壓力會使反應傾向左邊，也就是促進 N₂O₄ 的生成。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Dissociation_(chemistry)
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Self-ionization_of_water