Polyprotisch zuur Voorbeeld Chemie Probleem

Een polyprotisch zuur is een zuur dat meer dan één waterstofatoom (proton) in een waterige oplossing kan doneren. Om de pH van dit type zuur te vinden, is het noodzakelijk om de dissociatieconstanten voor elk waterstofatoom te kennen. Dit is een voorbeeld van hoe u een probleem met de chemie van polyprotinezuur kunt oplossen.

Polyprotisch zuur chemie probleem

Bepaal de pH van een 0,10 M oplossing van H₂ZO₄.

Gegeven: K_a2 = 1,3 x 10^-2

Oplossing

H₂ZO₄ heeft twee H⁺ (protonen), dus het is een diprotisch zuur dat twee opeenvolgende ionisaties in water ondergaat:

Eerste ionisatie: H₂ZO₄(aq) → H⁺(aq) + HSO₄^-(Aq)

Tweede ionisatie: HSO₄^-(aq) ⇔ H⁺(aq) + SO₄^2-(Aq)

Merk op dat zwavelzuur een sterk zuur is, dus de eerste dissociatie nadert 100%. Daarom wordt de reactie geschreven met behulp van → in plaats van ⇔. De HSO₄^-(aq) in de tweede ionisatie is een zwak zuur, dus de H⁺ is in evenwicht met zijn geconjugeerde base.

K_a2 = [H⁺][ZO₄^2-] / [HSO₄^-]

K_a2 = 1,3 x 10^-2

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

Sinds K_a2 is relatief groot, het is noodzakelijk om de kwadratische formule te gebruiken om op te lossen voor x:

X² + 0,11x - 0,0013 = 0

x = 1,1 x 10^-2 M

De som van de eerste en tweede ionisaties geeft het totaal [H⁺] bij evenwicht.

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

pH = -log [H⁺] = 0,96

Kom meer te weten

Inleiding tot polyprotische zuren

Sterkte van zuren en basen

Concentratie van chemische soorten

Eerste ionisatie	H₂ZO₄(Aq)	H⁺(Aq)	HSO₄^-(Aq)
Eerste	0,10 M	0,00 M	0,00 M
Verandering	-0,10 M	+0,10 M	+0,10 M
Laatste	0,00 M	0,10 M	0,10 M
Tweede ionisatie	HSO₄^2-(Aq)	H⁺(Aq)	ZO₄^2-(Aq)
Eerste	0,10 M	0,10 M	0,00 M
Verandering	-x M	+x M	+x M
In evenwicht	(0,10 - x) M	(0,10 + x) M	x M

Wetenschap