強酸與弱酸、濃酸與稀酸及鹼
透過粒子模型、pH 數據、平衡常數和 HSC Chemistry 例題,了解酸鹼強弱與濃度之間的分別。
哪一個的 pH 較低:\(1.00 \times 10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的鹽酸,還是 \(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的乙酸?
你可能會選鹽酸,因為 HCl 是強酸,而乙酸是弱酸。但在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時,HCl 的 pH 為 \(3.00\),而乙酸的 pH 約為 \(2.88\)。
所以,弱酸溶液實際上有較低的 pH。
只有當我們把強弱和濃度當成同一回事時,這才會顯得矛盾。其實兩者並不相同。強弱告訴我們酸或鹼與水反應的程度;濃度則告訴我們每單位體積溶液中含有多少這種物質。
01強弱和濃度是兩個不同的調節因素
想像一個擠滿人的派對,每個人都帶著一個質子。
對酸來說,濃度大致相當於房間裡有多少個帶著質子的人;強弱則相當於每個人有多容易把那個質子交給水。
一個幾乎空蕩、但每個人都非常願意交出質子的房間,代表稀的強酸。一個擠滿了不太願意交出質子的人群,代表濃的弱酸。即使每個酸粒子較不願意供出質子,擁擠的房間有時仍可在整體上產生更多 \(\ce{H3O+}\)。
這個比喻也有其限制。分子不會作出個別選擇。實際比例由平衡控制,而對弱酸和弱鹼而言,溶液稀釋後,發生反應的比例也會改變。
這項區別可總結如下:
| 性質 | 濃度 | 強弱 |
|---|---|---|
| 主要問題 | 每單位體積中有多少溶質? | 酸或鹼與水反應的程度有多大? |
| 常用量度 | \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\) | 弱酸用 \(K_a\),弱鹼用 \(K_b\) |
| 加水後會改變嗎? | 會 | 在固定溫度下不會 |
| 能否彼此獨立地偏高或偏低? | 能 | 能 |
| 能否單靠 pH 判斷? | 不能 | 不能 |
此外,也不存在某個通用濃度,使溶液一超過它就突然變成「濃溶液」。濃和稀都是相對的描述。
02粒子實際上是甚麼樣子
假設我們配製濃度相同的 HCl 和乙酸 \(\ce{CH3COOH}\) 溶液。
HCl 在水中是強酸。對一般 HSC 計算而言,我們把它向水轉移質子的過程視為基本上完全進行:
\[ \ce{HCl(aq) + H2O(l) -> H3O+(aq) + Cl-(aq)} \]
如果 HCl 的濃度為 \(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\),因此我們預期大約有
\[ [\ce{H3O+}] = 0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
其中方括號表示平衡濃度。
乙酸則不同:
\[ \ce{CH3COOH(aq) + H2O(l) <=> H3O+(aq) + CH3COO-(aq)} \]
大部分乙酸分子仍以 \(\ce{CH3COOH}\) 的形式存在。在任何一個時刻,都只有較小比例的乙酸把質子轉移給水。
這表示 HCl 溶液的粒子圖主要會顯示 \(\ce{H3O+}\) 和 \(\mathrm{Cl}^{-}\),而乙酸溶液則主要會顯示未電離的 \(\ce{CH3COOH}\),並只有較少的 \(\ce{H3O+}\) 和 \(\ce{CH3COO-}\) 離子。

同樣的區別也適用於鹼。
像氫氧化鈉這樣的強鹼基本上完全解離:
\[ \ce{NaOH(aq) -> Na+(aq) + OH-(aq)} \]
像氨這樣的弱鹼則會與水建立平衡:
\[ \ce{NH3(aq) + H2O(l) <=> NH4+(aq) + OH-(aq)} \]
請注意一件重要的事:氨本身並不含有 \(\ce{OH-}\) 基團。它是透過從水接受一個質子而產生 \(\ce{OH-}\)。這種質子轉移的觀點會在共軛酸鹼對與質子轉移中進一步說明。
03透過平衡精確定義酸鹼強弱
簡單的概念模型是:較強的酸更容易供出質子。現在我們可以把這個概念寫得更精確。
對以 \(\ce{HA}\) 表示的弱酸,
\[ \ce{HA(aq) + H2O(l) <=> H3O+(aq) + A-(aq)} \]
而
\[ K_a = \frac{[\ce{H3O+}][\mathrm{A}^{-}]}{[\ce{HA}]} \]
較大的 \(K_a\) 表示平衡更偏向已電離的產物,因此酸較強。
對以 \(\ce{B}\) 表示的弱鹼,
\[ \ce{B(aq) + H2O(l) <=> BH+(aq) + OH-(aq)} \]
而
\[ K_b = \frac{[\ce{BH+}][\ce{OH-}]}{[\ce{B}]} \]
較大的 \(K_b\) 表示鹼較強。
對水中的某一種特定酸或鹼而言,在指定溫度下,其 \(K_a\) 或 \(K_b\) 是固定的。加水會改變平衡混合物中的濃度,但不會把弱酸變成強酸。
最後這一點會造成一個相當常見的錯誤。
弱酸被稀釋時,它的百分比電離度通常會增加。但它的 \(K_a\) 並不會改變。稀釋後有較大比例發生反應,並不表示這種酸在化學上突然變得更強。
04為甚麼 pH 本身不能告訴你酸的強弱
在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時,
\[ \mathrm{pH}=-\log_{10}[\ce{H3O+}] \]
而
\[ \mathrm{pOH}=-\log_{10}[\ce{OH-}] \]
並且
\[ \mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14.00 \]
pH 告訴我們平衡時的水合氫離子濃度。它並不能告訴我們原本需要存在多少酸,才能產生這個水合氫離子濃度。
考慮以下四種在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 的酸溶液。對乙酸,使用 \(K_a=1.8\times10^{-5}\)。
| 溶液 | 酸的強弱 | 酸濃度 | 約略 pH |
|---|---|---|---|
| HCl | 強 | \(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) | \(1.00\) |
| HCl | 強 | \(0.00100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) | \(3.00\) |
| \(\ce{CH3COOH}\) | 弱 | \(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) | \(2.88\) |
| \(\ce{CH3COOH}\) | 弱 | \(0.00100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) | \(3.90\) |
看看中間兩列。
\(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的弱酸,其 pH 比 \(0.00100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的強酸更低。
HCl 仍然是較強的酸。它的濃度較低,只代表每公升中存在的酸粒子少得多。
因此,除非濃度和酸的種類也受到控制,否則「pH 較低的溶液含有較強的酸」這類說法並不可靠。若要進一步了解如何解讀 pH 測量結果,請參閱pH 與酸鹼強弱:HSC Chemistry 解說。
05解讀溶液數據時,不要被最直觀的答案誤導
考試題目給你濃度和 pH 數據時,先把不同問題分開,再開始計算。
| 已知數據 | 可以安全得出的結論 |
|---|---|
| 只有濃度 | 可知道有多少溶質存在,但未必能知道其 pH |
| 只有 pH | 可知道 \([\ce{H3O+}]\),但不能知道酸的強弱或總酸濃度 |
| \(K_a\) 數值 | 在可比較條件下酸的相對強弱 |
| \(K_b\) 數值 | 在可比較條件下鹼的相對強弱 |
| 相同濃度但 pH 不同 | 若物種可互相比較,可作為判斷相對酸性或鹼性行為的有用證據 |
| 稀釋前後的 pH | 提供平衡如何回應稀釋的資訊,但不表示 \(K_a\) 或 \(K_b\) 發生改變 |
對一般 HSC 題目濃度下的簡單一元強酸,
\[ [\ce{H3O+}] \approx c_{\text{acid}} \]
因為基本上所有酸都會貢獻一個質子。
對弱酸而言,這個捷徑並不成立。如果初始濃度為 \(c\) 的 \(\ce{HA}\) 產生平衡水合氫離子濃度 \(x\),那麼
\[ [\ce{H3O+}]=x,\qquad [\mathrm{A}^{-}]=x,\qquad [\ce{HA}]=c-x \]
所以
\[ K_a=\frac{x^2}{c-x} \]
這個方程式把粒子模型和可測量的溶液數據連結起來。
相應的弱鹼關係式是
\[ K_b=\frac{x^2}{c-x} \]
其中,對於與水按 1:1 比例反應的鹼,\(x=[\ce{OH-}]\)。
例題:稀釋強酸
一名學生把 \(25.0\ \mathrm{mL}\) 的 \(0.0800\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) HCl 稀釋至總體積 \(200.0\ \mathrm{mL}\)。計算在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時最終的 pH,並說明該酸是否變弱了。
步驟 1
稀釋過程中 HCl 的莫耳數不會改變,因此
\[ c_1V_1=c_2V_2 \]
其中 \(c_1\) 和 \(c_2\) 分別是初始濃度和最終濃度,而 \(V_1\) 和 \(V_2\) 是相應的體積。
\[ c_2 =\frac{c_1V_1}{V_2} =\frac{(0.0800)(25.0)}{200.0} =0.0100\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
分子和分母可以使用相同的體積單位,因為它們會相消。
步驟 2
HCl 基本上完全電離,因此
\[ [\ce{H3O+}]\approx0.0100\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
步驟 3
\[ \mathrm{pH} =-\log_{10}(0.0100) =2.00 \]
步驟 4
最終 pH 為 \(2.00\)。溶液變得更稀,但 HCl 並沒有變成較弱的酸。它的酸強度沒有改變。
只是粒子分散在更大的體積中。
例題:濃度較高的弱鹼可以有較高的 pH
比較 \(0.00100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) NaOH 和 \(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的氨 \(\ce{NH3}\),溫度為 \(25^\circ\mathrm{C}\)。對氨,\(K_b=1.8\times10^{-5}\)。哪一種鹼較強?哪一種溶液的 pH 較高?
步驟 1
NaOH 是強鹼,並且基本上完全解離:
\[ [\ce{OH-}]=0.00100\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
因此,
\[ \mathrm{pOH}=-\log_{10}(0.00100)=3.00 \]
而
\[ \mathrm{pH}=14.00-3.00=11.00 \]
步驟 2
\[ \ce{NH3(aq) + H2O(l) <=> NH4+(aq) + OH-(aq)} \]
令 \(x\) 為平衡時 \(\ce{OH-}\) 的濃度,單位為 \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\)。
則
\[ K_b=\frac{x^2}{0.100-x} \]
由於 \(K_b\) 很小,先檢驗近似 \(0.100-x\approx0.100\):
\[ 1.8\times10^{-5} \approx\frac{x^2}{0.100} \]
所以
\[ x \approx\sqrt{(1.8\times10^{-5})(0.100)} =1.34\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
只有大約 \(1.34\%\) 的氨發生反應,因此這項近似是合理的。
步驟 3
\[ \mathrm{pOH} =-\log_{10}(1.34\times10^{-3}) \approx2.87 \]
因此,
\[ \mathrm{pH}\approx14.00-2.87=11.13 \]
步驟 4
NaOH 是較強的鹼,因為它在水中基本上完全解離,而氨是弱鹼。
然而,\(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的氨溶液有較高的 pH:約為 \(11.13\),而 NaOH 為 \(11.00\)。
在這個比較中,它大得多的濃度足以抵銷其較弱的鹼性行為。
06值得留意的常見誤解
稀的強酸仍然是強酸。如果把 HCl 從 \(1.0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 稀釋至 \(1.0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\),它的濃度改變了 1000 倍,但它的化學身分和酸的強弱並沒有改變。
濃的弱酸仍然是弱酸。每公升中可以含有大量弱酸,同時在平衡時仍只有一小部分發生電離。
較低的 pH 並不會自動表示酸較強。它表示平衡時的 \([\ce{H3O+}]\) 較大。這可能是由較高的酸強度、較高的濃度,或兩者共同造成。
最後,稀釋後百分比電離度增加,並不表示弱酸變強了。酸的強弱由 \(K_a\) 表示。百分比電離度描述的是在該濃度下特定的平衡混合物。
07問題與解答
問題 1
一個 \(0.00200\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的 \(\ce{HNO3}\) 溶液被一名學生描述為「弱酸,因為它非常稀」。
計算它在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時的 pH,並糾正學生的說法。
解答 1
此溶液的 pH 為 \(2.70\),而且即使 \(\ce{HNO3}\) 溶液很稀,它仍然是強酸。
在 HSC 的水溶液題目中,硝酸被視為基本上完全電離:
\[ \ce{HNO3(aq) + H2O(l) -> H3O+(aq) + NO3-(aq)} \]
因此,
\[ [\ce{H3O+}] =0.00200\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
而
\[ \mathrm{pH} =-\log_{10}(0.00200) =2.699 \approx2.70 \]
容易犯的錯誤,是把弱和稀當成同義詞。它們描述的是不同性質。在這裡,「稀」描述的是相對較低的濃度;「強」則描述 \(\ce{HNO3}\) 與水的反應基本上完全進行。
問題 2
乙酸在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時的 \(K_a=1.8\times10^{-5}\)。
計算以下溶液的 pH 和百分比電離度:
(a) \(0.100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 乙酸
(b) \(0.0100\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 乙酸。
利用你的結果解釋稀釋對 pH 和百分比電離度有甚麼影響。
解答 2
稀釋會使 pH 從約 \(2.88\) 上升至 \(3.38\),但百分比電離度會從約 \(1.33\%\) 增加至 \(4.15\%\)。
對乙酸而言,
\[ \ce{CH3COOH + H2O <=> H3O+ + CH3COO-} \]
令 \(x=[\ce{H3O+}]\)。
對 (a),
\[ 1.8\times10^{-5} =\frac{x^2}{0.100-x} \]
整理後得到
\[ x^2+(1.8\times10^{-5})x-(1.8\times10^{-6})=0 \]
取具有物理意義的正值解,
\[ x=1.33\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
因此,
\[ \mathrm{pH} =-\log_{10}(1.33\times10^{-3}) \approx2.88 \]
百分比電離度為
\[ \frac{1.33\times10^{-3}}{0.100}\times100 =1.33\% \]
對 (b),
\[ 1.8\times10^{-5} =\frac{x^2}{0.0100-x} \]
得到
\[ x=4.15\times10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
因此,
\[ \mathrm{pH} =-\log_{10}(4.15\times10^{-4}) \approx3.38 \]
而
\[ \text{百分比電離度} =\frac{4.15\times10^{-4}}{0.0100}\times100 =4.15\% \]
這個看似奇怪的結果是:從 pH 來看,酸性變弱了,但更大比例的酸分子發生電離。
這並不矛盾。稀釋降低了總酸濃度。接著,平衡向更大程度的電離移動,部分抵消濃度下降的影響。不過這種抵消不足以讓 \([\ce{H3O+}]\) 保持不變,所以 pH 仍然上升。
這種酸並沒有變強:\(K_a\) 仍為 \(1.8\times10^{-5}\)。
問題 3
一個濃度為 \(0.0500\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的未知鹼溶液,在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時測得 pH 為 \(10.97\)。假設該鹼與水以 1:1 的比例反應:
\[ \ce{B + H2O <=> BH+ + OH-} \]
估算 \(K_b\)。然後把測得的 pH 與這種鹼在相同濃度下表現為強鹼時應有的 pH 作比較。
解答 3
該鹼的 \(K_b\approx1.8\times10^{-5}\),因此這些數據與弱鹼相符;相反,\(0.0500\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的強鹼其 pH 約為 \(12.70\)。
由測得的 pH,
\[ \mathrm{pOH}=14.00-10.97=3.03 \]
因此,
\[ [\ce{OH-}] =10^{-3.03} =9.33\times10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
令
\[ x=9.33\times10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
則
\[ [\ce{BH+}]=x \]
而
\[ [\ce{B}] =0.0500-x =0.0491\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
因此,
\[ K_b =\frac{[\ce{BH+}][\ce{OH-}]}{[\ce{B}]} =\frac{(9.33\times10^{-4})^2}{0.0491} \approx1.8\times10^{-5} \]
現在檢驗另一個強鹼模型。
如果這種鹼是強鹼,而且每個化學式單位產生一個 \(\ce{OH-}\),
\[ [\ce{OH-}]=0.0500\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
所以
\[ \mathrm{pOH} =-\log_{10}(0.0500) =1.301 \]
而
\[ \mathrm{pH} =14.00-1.301 =12.70 \]
容易被吸引去採用的思路,是看到 pH \(10.97\),注意到它遠高於 7,於是便稱這種鹼為「強鹼」。但 pH 量度的是最終的 \(\ce{OH-}\) 濃度。把這個濃度與已知的 \(0.0500\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 鹼濃度比較,就能看出實際上只有一小部分發生了反應。
問題 4
在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時,一名學生配製 \(1.0\times10^{-8}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) 的 HCl,並提出:
HCl 是強酸,所以 \([\ce{H3O+}]=1.0\times10^{-8}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)。因此 pH 是 \(8.00\)。
這似乎意味著向水中加入強酸,反而會產生鹼性溶液。
把水的自身電離考慮在內,求出正確的 pH。使用
\[ K_w=1.0\times10^{-14} \]
並假設理想稀溶液行為。
解答 4
正確的 pH 約為 \(6.98\),而不是 \(8.00\)。
學生的計算之所以失敗,是因為在如此低的酸濃度下,水本身也是 \(\ce{H3O+}\) 的重要來源。我們不能再假裝所有水合氫離子都來自 HCl。
由於 HCl 是強酸,
\[ [\mathrm{Cl}^{-}] =1.0\times10^{-8}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
電荷平衡要求,來自 \(\ce{H3O+}\) 的總正電荷必須等於 \(\mathrm{Cl}^{-}\) 和 \(\ce{OH-}\) 的總負電荷:
\[ [\ce{H3O+}] = [\mathrm{Cl}^{-}]+[\ce{OH-}] \]
令
\[ h=[\ce{H3O+}] \]
則
\[ [\ce{OH-}] =\frac{K_w}{h} =\frac{1.0\times10^{-14}}{h} \]
所以
\[ h =1.0\times10^{-8} +\frac{1.0\times10^{-14}}{h} \]
兩邊乘以 \(h\),
\[ h^2-(1.0\times10^{-8})h-1.0\times10^{-14}=0 \]
取正值解,
\[ h = \frac{1.0\times10^{-8} +\sqrt{(1.0\times10^{-8})^2+4(1.0\times10^{-14})}}{2} \]
\[ h \approx1.05\times10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
因此,
\[ \mathrm{pH} =-\log_{10}(1.05\times10^{-7}) \approx6.98 \]
這個結果也通過一項有用的物理檢查。在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時,純水有 \([\ce{H3O+}]=1.0\times10^{-7}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)。加入 HCl 應該使這個數值稍微增加,而不是莫名其妙地令它低於純水的數值,使溶液變成鹼性。
因此,捷徑 \([\ce{H3O+}]\approx c_{\text{strong acid}}\) 並不是一條精確定律。只有當強酸所貢獻的水合氫離子遠多於水本身所貢獻的量時,它才是一個非常好的近似。
問題 5
兩種一元酸溶液 X 和 Y 在 \(25^\circ\mathrm{C}\) 時的 pH 都是 \(3.00\)。
X 是強酸。
Y 是弱酸,其
\[ K_a=1.0\times10^{-4} \]
(a) 求 X 和 Y 的形式酸濃度。
(b) 然後把每種溶液都稀釋 100 倍。計算各自的新 pH。
(c) 現在哪一種溶液的 pH 較低?為甚麼這並不與 X 是較強的酸互相矛盾?
假設溶液具有理想行為,並忽略水的自身電離,除非它會對結果產生實質影響。
解答 5
稀釋 100 倍後,弱酸溶液 Y 的 pH 較低:約為 \(4.18\),而 X 約為 \(5.00\)。這並不表示 Y 變成了較強的酸。
起初,兩種溶液的 pH 都是 \(3.00\),所以
\[ [\ce{H3O+}] =10^{-3.00} =1.00\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
對強酸 X 而言,基本上完全電離表示
\[ c_X =1.00\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
現在考慮弱酸 Y。
令其形式濃度為 \(c_Y\)。在平衡時,
\[ [\ce{H3O+}] =[\mathrm{A}^{-}] =x =1.00\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
而
\[ [\ce{HA}]=c_Y-x \]
使用已知的 \(K_a\),
\[ 1.0\times10^{-4} = \frac{(1.00\times10^{-3})^2} {c_Y-1.00\times10^{-3}} \]
整理後,
\[ c_Y-1.00\times10^{-3} = \frac{1.00\times10^{-6}}{1.0\times10^{-4}} =0.0100 \]
所以
\[ c_Y=0.0110\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
這是第一個重要結果。兩種溶液的 pH 完全相同,但 Y 的總酸含量是 X 的十一倍。
現在把兩種溶液都稀釋 100 倍。
對 X,
\[ c_X =\frac{1.00\times10^{-3}}{100} =1.00\times10^{-5}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
強酸近似給出
\[ [\ce{H3O+}] \approx1.00\times10^{-5}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
所以
\[ \mathrm{pH}_X\approx5.00 \]
水的自身電離在這裡只會造成很小的修正,因此按題目要求的精確度,\(5.00\) 是合適的答案。
對 Y,
\[ c_Y =\frac{0.0110}{100} =1.10\times10^{-4}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
令新的平衡水合氫離子濃度為 \(x\)。
\[ 1.0\times10^{-4} = \frac{x^2}{1.10\times10^{-4}-x} \]
整理後,
\[ x^2+(1.0\times10^{-4})x-1.10\times10^{-8}=0 \]
正值解為
\[ x=6.62\times10^{-5}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \]
因此,
\[ \mathrm{pH}_Y =-\log_{10}(6.62\times10^{-5}) \approx4.18 \]
所以經過相同程度的稀釋後,
\[ \mathrm{pH}_Y<\mathrm{pH}_X \]
儘管 Y 是弱酸。
最容易作出的預測,是認為強酸的 pH 一定較低。這裡忽略的條件是總酸濃度。
起初,X 基本上已完全電離,因此它沒有大量未電離的酸分子作為「儲備」等待進一步反應。因此,它的水合氫離子濃度幾乎隨 100 倍稀釋而按比例下降。
Y 一開始含有多得多的總酸。在稀釋前,它的百分比電離度為
\[ \frac{1.00\times10^{-3}}{0.0110}\times100 \approx9.1\% \]
稀釋後則變成
\[ \frac{6.62\times10^{-5}}{1.10\times10^{-4}}\times100 \approx60.2\% \]
稀釋使 Y 有大得多的比例發生電離,因而部分補回因稀釋而減少的水合氫離子。
然而,Y 並沒有變成強酸。它的 \(K_a\) 仍然是 \(1.0\times10^{-4}\)。
這項區別–濃度告訴你有多少酸或鹼存在,而 \(K_a\) 或 \(K_b\) 描述其平衡強弱–正是你接下來分析共軛酸鹼對、緩衝溶液、中和反應和滴定曲線時所需要掌握的概念。