Ácidos Polipróticos

Los ácidos monopróticos, como el ácido fluorhídrico, contienen un solo protón ionizable. Por el contrario, los ácidos polipróticos contienen dos o más protones ionizables. Por ejemplo, el ácido sulfuroso tiene dos protones ionizables y el ácido fosfórico tiene tres.

Un ácido poliprótico pierde cada uno de sus protones secuencialmente y cada reacción tiene su propio Ka.Es más fácil eliminar un protón de una molécula neutra que de una cargada negativamente porque la carga negativa aumenta la fuerza del enlace entre el protón y el anión. Por lo tanto, para el ácido fosfórico, el Ka para la eliminación del primer protón, Ka1, es más alto que el del segundo, Ka2, que es más alto que Ka3. El pH de un ácido poliprótico se puede calcular usando solo la primera reacción si Ka1 es al menos mil veces mayor que sus Ka posteriores.

Por ejemplo, el pH de una solución de ácido ascórbico 0, 050 molar se puede determinar usando su Ka1 y una tabla ICE. Cuando se disuelve en agua, el ácido ascórbico se disocia en iones de hidronio y ascorbato. El Ka1 para esta reacción es 8 10⁻⁵, y es igual a la concentración de hidronio multiplicada por la concentración de monoanión de ascorbato, dividida por la concentración de ácido ascórbico Se puede preparar una tabla ICE para esta reacción con las concentraciones inicial y de equilibrio.

Debido al pequeño valor de x, 0, 050 menos x es aproximadamente igual a 0, 050. Si se sustituyen estos valores en la expresión de Ka1, el valor de x es igual a 0, 0020 molar, que es sólo el 4 porciento de la concentración inicial de ácido ascórbico. Por lo tanto, la aproximación es válida.

El pH de la solución es igual a 2, 70. La concentración de dianión de ascorbato formada en el segundo paso de la reacción también se puede calcular usando Ka2 y una tabla ICE. Ka2 es igual a 1, 6 10⁻¹², y se puede expresar como la concentración de hidronio multiplicada por la concentración de dianión ascorbato dividida por la concentración de monoanión ascorbato.

Para esta reacción, la tabla ICE se completa con la concentración inicial de ascorbato monoanión e hidronio de la primera reacción, 0, 002 molar. Debido al pequeño valor de x, se puede omitir de las concentraciones de equilibrio de ascorbato monoanión e hidronio. Después de sustituir estos valores en la expresión Ka2 y resolver, x es 1, 6 10⁻¹² molar.

Dado que x es menos del 5 de 0, 002 molar, la aproximación es válida. Como la concentración de iones de hidronio que se generó durante el segundo paso de la disociación del ácido ascórbico es insignificante, el primer protón ionizable determina el pH de la solución.