Acidi poliprotici

Gli acidi monoprotici, come l'acido fluoridrico, contengono un singolo protone ionizzabile. Al contrario, gli acidi poliprotici contengono due o più protoni ionizzabili. Per esempio, l'acido solforoso ha due protoni ionizzabili, e l'acido fosforico ne ha tre.

Un acido poliprotico perde ciascuno dei suoi protoni in sequenza, e ogni reazione ha il suo valore della Ka.È più facile rimuovere un protone da una molecola neutra rispetto a una carica negativa, perché la carica negativa aumenta la forza del legame fra il protone e l'anione. Pertanto, per l'acido fosforico, la Ka per la rimozione del primo protone, Ka1, è maggiore dellal seconda, Ka2, che è maggiore di Ka3. Il pH di un acido poliprotico può essere stimato usando solo la prima reazione se Ka1 è almeno mille volte più grande dei suoi successivi Ka.Per esempio, il pH di una soluzione di acido ascorbico molare 0, 050 può essere determinato utilizzando il suo Ka1 e una tabella ICE.

Quando disciolto in acqua, l'acido ascorbico si dissocia in idronio e ioni ascorbato. La Ka1 per questa reazione è 8 10⁻⁵, ed è uguale alla concentrazione di idronio moltiplicata per la concentrazione del monoanione ascorbato, divisa per la concentrazione di acido ascorbico. Una tabella ICE può essere preparata per questa reazione con le concentrazioni iniziali e di equilibrio.

A causa del piccolo valore di x, 0, 050 meno x è approssimativamente uguale a 0, 050. Sostituendo questi valori nell'espressione per Ka1, il valore di x è uguale a 0, 0020 molare, che è solo il 4 percento della concentrazione iniziale di acido ascorbico. Pertanto, l'approssimazione è valida.

Il pH della soluzione è pari a 2, 70. La concentrazione di ascorbato dianione, formata nella seconda fase della reazione, può anche essere calcolata usando Ka2 e una tabella ICE. Ka2 è uguale a 1, 6 10⁻¹², e può essere espresso come la concentrazione di idronio moltiplicata per la concentrazione di ascorbato dianione divisa per la concentrazione di ascorbato monoanione.

Per questa reazione, la tabella ICE è completata con la concentrazione iniziale di ascorbato monoanione e idronio dalla prima reazione, 0, 002 molare. A causa del piccolo valore di x, può essere omesso dalle concentrazioni in equilibrio del monoanione ascorbato e dell'idronio. Dopo aver sostituito questi valori nell'espressione Ka2 e risolta l'equazione, x è 1, 6 10⁻¹² molare.

Poiché x è inferiore al 5 percento di 0, 002 molare, l'approssimazione è valida. Poiché la concentrazione di ioni idronio che sono stati generati durante la seconda fase della dissociazione dell'acido ascorbico è trascurabile, il primo protone ionizzabile determina il pH della soluzione.