Polyacides

Acides monoprotiques, comme l'acide fluorhydrique, contiennent un seul proton ionisable. En revanche, les acides polyprotiques contiennent deux ou plus de protons ionisables. Par exemple, l'acide sulfureux a deux protons ionisables, et l'acide phosphorique en a trois.

Un acide polyprotique perd chacun de ses protons séquentiellement, et chaque réaction a son propre Ka.Il est plus facile d'éliminer un proton d'une molécule neutre que celle chargée négative parce que la charge négative augmente la force de la liaison entre le proton et l'anion. Par conséquent, pour l'acide phosphorique, le Ka pour l'élimination du premier proton, Ka1, est supérieur au deuxième, Ka2, qui est supérieur à Ka3. Le pH d'un acide polyprotique peut être estimé en utilisant uniquement la première réaction si Ka1 est au moins mille fois plus grand que ses Ka ultérieurs.

Par exemple, le pH d'une solution d'acide ascorbique de 0, 050 molaire peut être déterminée à l'aide de son Ka1 et d'une table ICE. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, l'acide ascorbique se dissocie en ions hydronium et ascorbate. Le Ka1 pour cette réaction est de 8 10⁻⁵, et il est égal à la concentration d'hydronium fois la concentration de monoanion ascorbate, divisée par la concentration d'acide ascorbique.

Une table ICE peut être préparée pour cette réaction avec les concentrations initiale et d'équilibre. En raison de la faible valeur de x, 0, 050 moins x est approximativement égal à 0, 050. En remplaçant ces valeurs dans l'expression de Ka1, la valeur de x est égale à 0, 0020 molaire, qui ne représente que 4%de la concentration initiale d'acide ascorbique.

Ainsi, l'approximation est valide. Le pH de la solution est égal à 2, 70. La concentration de dianion ascorbate formé dans la deuxième étape de la réaction peut également être calculé à l'aide de Ka2 et d'une table ICE.

Ka2 est égal à 1, 6 10⁻¹², et il peut être exprimé comme la concentration d'hydronium fois la concentration de dianion ascorbate divisée par la concentration de monoanion ascorbate. Pour cette réaction, la table ICE est remplie avec la concentration initiale de monoanion ascorbate et d'hydronium dès la première réaction, 0, 002 molaire. En raison de la faible valeur de x, il peut être omis des concentrations d'équilibre de monoanion ascorbate et d'hydronium.

Après avoir remplacé ces valeurs dans l'expression Ka2 et en résolvant, x est de 1, 6 10⁻¹² molaire. Puisque x est inférieur à 5%de 0, 002 molaire, l'approximation est valide. Comme la concentration d'ions hydronium qui ont été générés lors de la deuxième étape de dissociation de l'acide ascorbique est négligeable, le premier proton ionisable détermine le pH de la solution.