多质子酸

一元酸，像氢氟酸，含有一个可电离的质子。相反，多质子酸含有 两个或两个以上的可电离质子。例如，亚硫酸有两个可电离质子，磷酸有三个。一种多质子酸会依次失去它的每一个质子，每一个反应都有自己的 Ka。从中性分子中除去一个质子比从带负电荷的分子中 除去一个质子更容易，因为负电荷 增加了质子和阴离子之间的 键的强度。因此，对于磷酸而言，去除 第一个质子的 Ka，Ka1，高于去除第二个质子的 Ka，Ka2，而 Ka2 又高于 Ka3。如果 Ka1 比其随后的 Ka 至少大 1000 倍，则仅使用第一个反应就可以估算 多元酸的 pH 值。例如，0.050M 抗坏血酸溶液的 pH 值 可以使用其 Ka1 和 ICE 表来确定。当抗坏血酸溶解在水中时，会分解成水合氢离子和抗坏血酸离子。该反应的 Ka1 为 8×10⁻⁵，它等于水合氢离子浓度 乘以抗坏血酸单阴离子浓度 除以抗坏血酸浓度。用初始浓度和平衡浓度可以 为这个反应准备一个 ICE 表。由于 x 的值很小，0.050 减去 x 大约 等于 0.050。将这些值代入 Ka1 的表达式中，x 的值等于 0.0020M，仅为抗坏血酸初始浓度的 4%因此，该近似是有效的。溶液的 pH 值等于 2.70。在反应的第二步中形成的 抗坏血酸二价阴离子的浓度 也可以用 Ka2 和 ICE 表来计算。Ka2 等于 1.6×10⁻¹²，它可以表示为水合氢离子浓度 乘以抗坏血酸二价阴离子浓度 除以抗坏血酸单阴离子浓度。对于这个反应，ICE 表是用 第一个反应产生的抗坏血酸单阴离子 和水合氢离子的初始浓度 进行填充，0.002M。由于 x 值很小，它可以 从抗坏血酸单阴离子和 水合氢离子的平衡浓度中忽略。将这些值代入 Ka2 表达式 并进行求解，x 为 1.6×10⁻¹²M。因为 x 小于 0.002M 的 5%该近似是有效的。由于在抗坏血酸解离的第二步中 产生的水合氢离子浓度 可以忽略不计，因此 第一个可电离质子决定了 溶液的 pH 值。