Przykładowy problem chemiczny kwasu poliprotonowego

Jak rozwiązać problem z kwasem poliprotonowym

Przykładem popularnego kwasu poliprotonowego jest kwas siarkowy. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Kwas poliprotonowy to kwas, który może oddać więcej niż jeden atom wodoru (proton) w roztworze wodnym. Aby znaleźć pH tego typu kwasu, konieczne jest poznanie stałych dysocjacji dla każdego atomu wodoru. To jest przykład, jak pracować a kwas poliprotonowy problem chemii.

Problem chemii kwasu poliprotonowego

Określ pH 0,10 M roztworu H_dwaWIĘC₄.

Biorąc pod uwagę: K_a2= 1,3 x 10^-dwa

Rozwiązanie

H_dwaWIĘC₄ma dwa H⁺(protony), a więc jest kwasem diprotonowym, który ulega w wodzie dwóm sekwencyjnym jonizacjam:

Pierwsza jonizacja: H_dwaWIĘC₄(aq) → H⁺(aq) + HSO₄^-(aq)

Druga jonizacja: HSO₄^-(aq) ⇔ H⁺(aq) + SO₄^dwa-(aq)

Zauważ, że kwas siarkowy jest mocny kwas , więc jego pierwsza dysocjacja zbliża się do 100%. Dlatego reakcja jest napisana za pomocą → zamiast ⇔. HSO₄^-(aq) w drugiej jonizacji jest słabym kwasem, więc H⁺jest w równowadze ze swoim sprzężona baza .

K_a2= [H⁺][WIĘC₄^dwa-]/[HSO₄^-]

K_a2= 1,3 x 10^-dwa

K_a2= (0,10 + x)(x)/(0,10 - x)

Od K_a2jest stosunkowo duża, konieczne jest użycie wzoru kwadratowego do obliczenia x:

x^dwa+ 0,11x - 0,0013 = 0

x = 1,1 x 10^-dwaM

Suma pierwszej i drugiej jonizacji daje sumę [H⁺] w równowadze.

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

pH = -log[H⁺] = 0,96

Ucz się więcej

Wprowadzenie do kwasów poliprotonowych

Siła kwasów i zasad

Koncentracja gatunków chemicznych

Pierwsza jonizacja	HdwaWIĘC4(aq)	H+(aq)	HSO4-(aq)
Wstępny	0,10 mln	0,00 mln	0,00 mln
Zmiana	-0,10 mln	+0,10 mln	+0,10 mln
Finał	0,00 mln	0,10 mln	0,10 mln
Druga jonizacja	HSO4dwa-(aq)	H+(aq)	WIĘC4dwa-(aq)
Wstępny	0,10 mln	0,10 mln	0,00 mln
Zmiana	-x M	+x M	+x M
W równowadze	(0,10 - x) M	(0,10 + x) M	x M