Acido polipotico Esempio Problema di chimica

Un acido poliprotico è un acido che può donare più di un atomo di idrogeno (protone) in una soluzione acquosa. Per trovare il pH di questo tipo di acido, è necessario conoscere le costanti di dissociazione per ciascun atomo di idrogeno. Questo è un esempio di come risolvere un problema di chimica dell'acido polprotico.

Problema di chimica dell'acido polprotico

Determinare il pH di una soluzione 0,10 M di H₂COSÌ₄.

Dato: K_a2 = 1,3 x 10^-2

Soluzione

H₂COSÌ₄ ha due H.⁺ (protoni), quindi è un acido diprotico che subisce due ionizzazioni sequenziali in acqua:

Prima ionizzazione: H₂COSÌ₄(aq) → H⁺(aq) + HSO₄^-(Aq)

Seconda ionizzazione: HSO₄^-(aq) ⇔ H⁺(aq) + SO₄^2-(Aq)

Si noti che l'acido solforico è un acido forte, quindi la sua prima dissociazione si avvicina al 100%. Questo è il motivo per cui la reazione è scritta usando → anziché ⇔. L'HSO₄^-(aq) nella seconda ionizzazione è un acido debole, quindi l'H⁺ è in equilibrio con la sua base coniugata.

K_a2 = [H⁺][COSÌ₄^2-] / [HSO₄^-]

K_a2 = 1,3 x 10^-2

K_a2 = (0.10 + x) (x) / (0.10 - x)

Dal momento che K_a2 è relativamente grande, è necessario utilizzare la formula quadratica per risolvere per x:

X² + 0,11x - 0,0013 = 0

x = 1,1 x 10^-2 M

La somma della prima e della seconda ionizzazione fornisce il totale [H⁺] all'equilibrio.

0,10 + 0,011 = 0,11 M

pH = -log [H⁺] = 0,96

Per saperne di più

Introduzione agli acidi polprotici

Forza di acidi e basi

Concentrazione di specie chimiche

Prima ionizzazione	H2COSÌ4(Aq)	H+(Aq)	HSO4-(Aq)
Iniziale	0,10 M	0,00 M	0,00 M
Modificare	-0,10 M	+0,10 M	+0,10 M
Finale	0,00 M	0,10 M	0,10 M
Seconda ionizzazione	HSO42-(Aq)	H+(Aq)	COSÌ42-(Aq)
Iniziale	0,10 M	0,10 M	0,00 M
Modificare	-x M	+x M	+x M
All'equilibrio	(0,10 - x) M	(0,10 + x) M	x M