química sem limites

objectivos de aprendizagem

resolver problemas de equilíbrio usando as aproximações apropriadas para ácidos polipróticos fracos e fortes.,

Pedidas

Pontos-Chave

• Polyprotic ácidos contêm vários ácidos prótons que seqüencialmente pode dissociar do composto com ácido exclusivo constantes de dissociação para cada próton.devido à variedade de possíveis espécies iónicas em solução para cada ácido, o cálculo exacto das concentrações de diferentes espécies em equilíbrio pode ser muito complicado.certas simplificações podem facilitar os cálculos; estas simplificações variam com o ácido específico e as condições de solução.,espécies iónicas: espécies químicas com carga residual; em equilíbrio ácido-base, carga resultante da perda ou adição de electrões de compostos químicos……………………….. ácidos polipróticos podem perder mais de um protão. A dissociação do primeiro próton pode ser denotada como Ka1 e as constantes para as sucessivas dissociações de prótons como Ka2, etc., Ácidos polipróticos comuns incluem ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido fosfórico (H3PO4).ao determinar concentrações de equilíbrio para diferentes íons produzidos por ácidos polipróticos, as equações podem tornar-se complexas para explicar os vários componentes., Para um diprotic ácido, por exemplo, podemos calcular as frações de dissociação (alfa) das espécies HA– usando a seguinte equação complexa:
  

  Equação para encontrar as frações de dissociação de HA-: acima de concentração pode ser usado se o pH é conhecido, bem como os dois dissociação do ácido constantes para cada dissociação passo; muitas vezes, os cálculos podem ser simplificados para polyprotic ácidos, no entanto.

  podemos simplificar o problema, dependendo do ácido poliprótico., Os exemplos seguintes indicam as matemáticas e simplificações para alguns ácidos polipróticos em condições específicas.

  Diprotic Ácidos, Com um Forte Primeiro Dissociação Passo

  Como já estamos cientes, ácido sulfúrico primeiro próton é fortemente ácidas e dissocia-se completamente na solução de:

  H2SO4 → H+ + HSO4–

  no Entanto, a segunda dissociação passo é apenas fracamente ácidas:

  \text{HSO}_4^- \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{PARA}_4^{2-} Ac2 = 1.20×10-2 pKa2 = 1.,92

  porque a primeira dissociação é tão forte, podemos assumir que não há H2SO4 mensurável na solução, e os únicos cálculos de equilíbrio que precisam ser realizados lidam apenas com o segundo passo de dissociação.

  Determinar as Espécies Predominantes De pH e pKa

  o ácido Fosfórico, H3PO4, tem três dissociação passos:

  \text{H}_3\text{PO}_4 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{H}_2\text{PO}_4^- pKa1 = 2.12

  \text{H}_2\text{PO}_4^- \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HPO}_4^{2-} pKa2 = 7.,21

  \text{HPO}_4^{2-} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{PO}_4^{3-} pKa3 = 12.67

  Em um pH igual ao pKa de um determinado dissociação, duas formas de distinção entre espécies estão presentes em concentrações iguais, devido aos seguintes matemática de observação. Tomemos, por exemplo, a segunda etapa de dissociação do ácido fosfórico, que tem um pKa2 de 7.21:

  \text{pK}_{\text{a}2}=-\text{log}\left(\frac{}{}\right)=7.21

  \text{pH}=-\text{log}=7.,21

  Pela propriedade de logaritmos, obtemos o seguinte:

  \text{pH}-\text{pK}_{\text{a}2}=-\text{log}\left(\frac{}{}\right)=0

  \frac{}{}=1

  Assim, quando o pH = pKa2, temos a relação / = 1.00; em um quase-solução neutra, H2PO4– e HPO42 – estão presentes em concentrações iguais. Muito pouco indissociado H3PO4 ou dissociado PO43-será encontrado, como é determinado através de equações semelhantes com seus ka’S.

  As únicas espécies de fosfato que precisamos considerar perto de pH = 7 são H2PO4-e HPO42 -., Similarmente, em soluções fortemente ácidas perto de pH = 3, As únicas espécies que precisamos considerar são H3PO4 e H2PO4–. Desde que os valores de pKa de dissociações sucessivas sejam separados por três ou quatro unidades (como são quase sempre), os assuntos são simplificados. Basta considerar o equilíbrio entre as duas espécies ácido/base predominantes, determinado pelo pH da solução.

  

  ácido fosfórico: a estrutura química do ácido fosfórico indica que tem três prótons ácidos.,

  Diprotic Ácidos, Com uma Muito Fraca Segundo a Dissociação Passo

  Quando um fraco diprotic ácido, como o ácido carbônico, H2CO3, dissocia-se, a maioria dos prótons presentes são provenientes da primeira dissociação passo:

  \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- pKa1 = 6.37

  Desde a segunda constante de dissociação é menor por quatro ordens de magnitude (pKa2 = 10.25 é maior por quatro unidades), a contribuição de íons de hidrogênio a partir da segunda dissociação será apenas um de dez milésimos tão grande., Consequentemente, a segunda dissociação tem um efeito negligenciável na concentração total de H+ em solução, e pode ser ignorada.