Определение на дипротична киселина

Дипротичната киселина е киселина на Брьонстед и Лоури, притежаваща два йонизиращи се водородни атома . Тоест, това е киселина, способна да отдаде два протона, когато се разтвори във вода или когато реагира с две молекули на основа; откъдето идва и името му. Всъщност di- е префикс, който означава 2, докато protic се отнася за протона, с други думи, катиона, който образува водородния атом, като губи единствения си електрон.

Дипротичните киселини могат да бъдат както силни, така и слаби, въпреки че по-голямата част са слаби киселини. Дори в малкото случаи, когато те са силни, като например сярна киселина, само първата дисоциация е силна, докато втората дисоциация е слаба.

С оглед на горното, по-голямата част от дипротичните киселини имат две йонизационни константи или константи на киселинна дисоциация, _Ka1 и _Ka2 .

Обща формула на дипротичните киселини

Има много примери за дипротични киселини с много различни химични формули. Въпреки това, в контекста на изчисляване на рН или други изчисления _, свързани с киселинно-алкалния баланс, те обикновено се представят с общата формула H2A , където А представлява анионът, който се образува, когато киселината загуби и двата протона. Анионът А може да бъде прост като сулфиден йон и сложен като органичен йон с десетки атоми.

Киселинно-базов баланс на дипротични киселини

Както бе споменато по-горе, повечето дипротични киселини са слаби и само рядко имат както силна, така и слаба дисоциация. Това подчертава факта, че наличието на два йонизиращи се протона не означава, че дипротичните киселини ги предават едновременно. Всъщност дисоциацията е последователен процес на загуба на протони, който включва, в случая на дипротични киселини, две химични равновесия и следователно две константи на киселинна дисоциация _{Ka1 и} Ka2 . Съответните обратими химични реакции са представени по-долу:

1 ^-ва дисоциация на дипротонова киселина

2-ра ^{дисоциация} на дипротонова киселина

Изчисляване на pH на разтвори на дипротични киселини

Изчисляването на pH и на концентрацията на всички видове, присъстващи в разтвор на дипротична киселина, като се има предвид нейната първоначална или аналитична концентрация, предполага едновременно решаване на йонните равновесия, показани по-горе. Този тип проблеми са значително сложни, тъй като тези две равновесия са свързани както чрез концентрацията на протони (H ⁺ ) в разтвора, така и чрез концентрацията на спрегнатата основа на оригиналната киселина (HA ^– ).

Както може да се види в уравненията на двете равновесни константи, има общо 4 неизвестни, които трябва да бъдат намерени и те са [H ₂ A], [HA ^– ], [A ^2- ] и [H ⁺ ]. Тъй като имаме само две уравнения (двете равновесни константи), са необходими две допълнителни независими уравнения, за да можем да решим този тип проблем. Аналитичните химици наричат ​​тези уравнения баланс на масата и баланс на електрическите заряди, които в този случай се дават от:

Масов баланс

Това уравнение изразява, че общата концентрация на дипротична киселина, наричана още аналитична концентрация (C _a ), се разпределя между всички йонизирани и нейонизирани видове на киселината, а именно H ₂ A, HA ^– и A ^2- .

балансиране на натоварването

Това уравнение от своя страна изразява условието за неутралност на решението. Тъй като разтворът трябва да е неутрален, сумата от всички положителни заряди, идващи от всички катиони, присъстващи в разтвора (в този случай само протоните), трябва да се балансира от отрицателните заряди от всички аниони.

Комбинирането на уравненията за K _a1 , K _a2 , константата на дисоциация на водата (K _w ), баланса на масата и баланса на заряда, осигурява уравнение, което ни позволява да намерим концентрацията на протоните и оттам тази на всички други видове в равновесие. Това е трудоемък и сложен процес, който е извън обхвата на тази статия; обаче може да се реши приблизително, като се пренебрегне втората дисоциация и се вземе предвид само първата.

Примери за дипротични киселини

По-долу са дадени някои примери за често срещани дипротични киселини. В случаите на органични киселини трябва да се има предвид, че само водородните атоми на карбоксилните групи могат да се йонизират, така че тези, които са директно свързани с въглеродни атоми, не се вземат предвид като протони.

Сярна киселина (H ₂ SO ₄ )

Въглеродна киселина (H ₂ CO ₃ )

Терефталова киселина (HOOC-C ₆ H ₄ -COOH)

Други дипротични киселини

• Хромна киселина ( H ₂ CrO ₄ )
• Оксалова киселина ( H ₂ C ₂ O ₄ )
• Бутендиова киселина ( HOOC -CH=CH- COOH )
• Сероводород ( H ₂ S)
• Водород телурова киселина ( H ₂ Te)
• _{Селеноводна} киселина ( H2Se )

Препратки

▷ Дипротична киселина : определение , формула и примери . (2020 г., 29 октомври). изучаване. https://estudyando.com/acido-diprotico-definicion-formula-y-ejemplos/

ДИПРОТИЧНИ И ПОЛИПРОТИЧНИ КИСЕЛИНИ – Основни понятия . (nd). Зори-темуко. https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4-Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf

Кампило, Н. (2011). РАВНОВЕСИЯ И ОБЕМНОСТ НА КИСЕЛИННО-БАЗА . Университет на Мурсия. https://www.um.es/documents/4874468/11830096/tema-5.pdf/e9fc6f0c-2d0d-4bca-8b07-6e1f03ff7c30

Чанг, Р. (2021). Химия (11-то ^{издание} ). MCGRAW HILL ОБРАЗОВАНИЕ.

Примери за дипротични киселини . (2015, 8 октомври). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-acidos-diproticos.html

Libretexts. (2020 г., 30 октомври). 14.5: Полипротични киселини . Испански LibreTexts. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/14%3A_Equilibrio_de_acido-base/14.5%3A_Acidos_poliproticos