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Un acide diprotique est un acide de Brønsted et Lowry possédant deux atomes d’hydrogène ionisables . C’est-à-dire qu’il s’agit d’un acide capable de donner deux protons lorsqu’il est dissous dans l’eau ou lorsqu’il réagit avec deux molécules d’une base ; d’où son nom. En fait, di- est un préfixe qui signifie 2, tandis que protic désigne le proton, autrement dit le cation qui forme l’atome d’hydrogène en perdant son seul électron.
Les acides diprotiques peuvent être à la fois forts et faibles, bien que la grande majorité soient des acides faibles. Même dans les rares cas où ils sont forts, comme l’acide sulfurique, seule la première dissociation est forte, tandis que la seconde dissociation est faible.
Compte tenu de ce qui précède, la grande majorité des acides diprotiques ont deux constantes d’ionisation ou constantes de dissociation acide, K a1 et K a2 .
Formule générale des acides diprotiques
Il existe de nombreux exemples d’acides diprotiques avec des formules chimiques très variées. Cependant, dans le cadre du calcul du pH ou d’autres calculs liés à l’équilibre acido-basique, ils sont généralement représentés par la formule générique H 2 A , où A représente l’anion qui se forme lorsque l’acide perd les deux protons. L’anion A peut être aussi simple qu’un ion sulfure et aussi complexe qu’un ion organique avec des dizaines d’atomes.
Équilibre acido-basique des acides diprotiques
Comme mentionné ci-dessus, la plupart des acides diprotiques sont faibles et n’ont que rarement une dissociation forte et faible. Cela met en évidence le fait que le fait d’avoir deux protons ionisables ne signifie pas que les acides diprotiques les donnent simultanément. En fait, la dissociation est un processus séquentiel de perte de protons qui implique, dans le cas des acides diprotiques, deux équilibres chimiques et donc deux constantes de dissociation acide K a1 et K a2 . Les réactions chimiques réversibles correspondantes sont présentées ci-dessous :
1ère dissociation d’un acide diprotique
2ème dissociation d’un acide diprotique
Calcul du pH des solutions d’acides diprotiques
Le calcul du pH et de la concentration de toutes les espèces présentes dans une solution d’un acide diprotique, compte tenu de sa concentration initiale ou analytique, implique de résoudre simultanément les équilibres ioniques indiqués ci-dessus. Ces types de problèmes sont considérablement complexes, puisque ces deux équilibres sont liés à la fois par la concentration de protons (H + ) dans la solution, et par la concentration de la base conjuguée de l’acide d’origine (HA – ).
Comme on peut le voir dans les équations des deux constantes d’équilibre, il y a un total de 4 inconnues à trouver et ce sont [H 2 A], [HA – ], [A 2- ] et [H + ]. Comme nous n’avons que deux équations (les deux constantes d’équilibre), deux équations supplémentaires indépendantes sont nécessaires pour pouvoir résoudre ce type de problème. Les chimistes analytiques appellent ces équations bilan de masse et bilan des charges électriques, qui dans ce cas sont donnés par :
Équilibre de la masse
Cette équation exprime que la concentration totale d’un acide diprotique, également appelée concentration analytique (C a ), est répartie entre toutes les espèces ionisées et non ionisées de l’acide, à savoir, H 2 A, HA – et A 2- .
l’équilibrage de charge
Cette équation, quant à elle, exprime la condition de neutralité de la solution. Puisque la solution doit être neutre, la somme de toutes les charges positives provenant de tous les cations présents dans la solution (dans ce cas uniquement les protons) doit être équilibrée par les charges négatives de tous les anions.
La combinaison des équations pour K a1 , K a2 , la constante de dissociation de l’eau (K w ), le bilan de masse et le bilan de charge, fournit une équation qui nous permet de trouver la concentration de protons et, à partir de là, celle de toutes les autres espèces en équilibre. Il s’agit d’un processus laborieux et compliqué qui dépasse le cadre de cet article ; cependant, il peut être résolu approximativement en négligeant la seconde dissociation et en ne prenant en compte que la première.
Exemples d’acides diprotiques
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples d’acides diprotiques courants. Dans le cas des acides organiques, il faut tenir compte du fait que seuls les hydrogènes des groupes carboxyle sont ionisables, donc ceux qui sont directement attachés aux atomes de carbone ne sont pas pris en compte comme protons.
Acide sulfurique (H 2 SO 4 )
Acide carbonique (H 2 CO 3 )
Acide téréphtalique (HOOC-C 6 H 4 -COOH)
Autres acides diprotiques
- Acide chromique ( H 2 CrO 4 )
- Acide oxalique ( H 2 C 2 O 4 )
- Acide butènedioïque ( HOOC -CH=CH- COOH )
- Sulfure d’hydrogène ( H 2 S)
- Hydrogène acide tellurique ( H 2 Te)
- Acide sélénhydrique ( H2Se )
Les références
▷ Acide diprotique : définition , formule et exemples . (2020, 29 octobre). en étudiant. https://estudyando.com/acido-diprotico-definicion-formula-y-ejemlos/
ACIDES DIPROTIQUES ET POLYPROTIQUES – Concepts de base . (sd). Aube-temuco. https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4-Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf
En ligneCampillo, N. (2011). ÉQUILIBRE ET VOLUMÉTRIES ACIDE-BASE . Université de Murcie. https://www.um.es/documents/4874468/11830096/tema-5.pdf/e9fc6f0c-2d0d-4bca-8b07-6e1f03ff7c30
Chang, R. (2021). Chimie (11e éd .). ÉDUCATION DE MCGRAW HILL.
Exemples d’acides diprotiques . (2015, 8 octobre). Quimicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/ejemlos-de-acidos-diproticos.html
Textes libres. (2020, 30 octobre). 14.5 : Acides polyprotiques . Textes libres espagnols. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/14%3A_Equilibrio_de_acido-base/14.5%3A_Acidos_poliproticos
