Diprotikus sav meghatározása

A diprotikus sav egy Brønsted és Lowry sav, amely két ionizálható hidrogénatomot tartalmaz . Vagyis ez egy sav, amely vízben oldva vagy két bázismolekulával reagálva képes két protont adományozni; innen ered a neve. Valójában a di- egy előtag, ami 2-t jelent, míg a protikus a protonra, más szóval arra a kationra utal, amely egyetlen elektronja elvesztésével a hidrogénatomot alkotja.

A diprotikus savak lehetnek erősek és gyengék is, bár túlnyomó többségük gyenge sav. Még abban a néhány esetben is, ahol erősek, mint például a kénsav, csak az első disszociáció erős, míg a második disszociáció gyenge.

A fentiek alapján a diprotikus savak túlnyomó többségének két ionizációs állandója vagy savdisszociációs állandója van, a K _a1 és a K _a2 .

A diprotikus savak általános képlete

Számos példa van a diprotikus savakra, amelyek kémiai képlete nagyon változó. Azonban a pH-számítás vagy a sav-bázis egyensúlyhoz kapcsolódó egyéb számítások összefüggésében ezeket általában a H ₂ A általános képlettel ábrázolják , ahol A azt az aniont jelenti, amely akkor képződik, amikor a sav mindkét protonját elveszíti. Az A anion lehet olyan egyszerű, mint egy szulfidion, és olyan összetett, mint egy több tíz atomból álló szerves ion.

Diprotikus savak sav-bázis egyensúlya

Mint fentebb említettük, a legtöbb diprotikus sav gyenge, és csak ritkán van erős és gyenge disszociációja is. Ez rávilágít arra a tényre, hogy a két ionizálható proton nem jelenti azt, hogy a diprotikus savak egyidejűleg adják át őket. Valójában a disszociáció egy szekvenciális protonvesztési folyamat, amely a diprotikus savak esetében két kémiai egyensúlyt és ezért két K a1 _és K _a2 sav disszociációs állandót foglal magában . A megfelelő reverzibilis kémiai reakciókat az alábbiakban mutatjuk be:

Diprotikus sav 1. ^{disszociációja}

Diprotikus sav 2. ^{disszociációja}

Diprotikus savak oldatainak pH-értékének kiszámítása

Egy diprotikus sav oldatában jelenlévő összes anyag pH-értékének és koncentrációjának kiszámítása, annak kezdeti vagy analitikai koncentrációja alapján, magában foglalja a fent bemutatott ionegyensúlyok egyidejű megoldását is. ^{Az ilyen típusú problémák meglehetősen összetettek, mivel ez a két egyensúly az oldatban lévő protonok (H +} ) koncentrációja és az eredeti sav konjugált bázisának (HA ^– ) koncentrációja révén kapcsolódik össze.

Amint az mindkét egyensúlyi állandó egyenletéből látható, összesen 4 ismeretlen található, ezek a [H ₂ A], [HA ^– ], [A ^2- ] és [H ⁺ ]. Mivel csak két egyenletünk van (a két egyensúlyi állandó), ezért két további független egyenletre van szükség az ilyen típusú problémák megoldásához. Az analitikus vegyészek ezeket az egyenleteket tömegegyensúlynak és elektromos töltések egyensúlyának nevezik, amelyeket ebben az esetben adnak meg:

Tömegegyensúly

Ez az egyenlet azt fejezi ki, hogy egy diprotikus sav összkoncentrációja, amelyet analitikai koncentrációnak is neveznek (C _a ), megoszlik a sav összes ionizált és nem ionizált fajtája között, nevezetesen a H ₂ A, HA ^– és A ^2- között .

terhelés elosztás

Ez az egyenlet a maga részéről a megoldás semlegességének feltételét fejezi ki. Mivel az oldatnak semlegesnek kell lennie, az oldatban lévő összes kationból (jelen esetben csak a protonokból) származó pozitív töltések összegét ki kell egyensúlyozni az összes anionból származó negatív töltésekkel.

A K _a1 , K _a2 , a víz disszociációs állandója (K _w ), a tömegegyensúly és a töltésegyensúly egyenleteinek összevonásával egy egyenletet kapunk, amely lehetővé teszi, hogy megtaláljuk a protonok koncentrációját, és onnan a protonok koncentrációját. az összes többi faj egyensúlyban van. Ez egy fáradságos és bonyolult folyamat, amely túlmutat e cikk keretein; azonban megközelítőleg megoldható a második disszociáció figyelmen kívül hagyásával és csak az első figyelembevételével.

Példák diprotikus savakra

Az alábbiakban néhány példa látható a gyakori diprotikus savakra. A szerves savak esetében figyelembe kell venni, hogy csak a karboxilcsoportok hidrogénjei ionizálhatók, így a szénatomokhoz közvetlenül kapcsolódókat nem vesszük figyelembe protonként.

Kénsav (H ₂ SO ₄ )

Szénsav (H ₂ CO ₃ )

Tereftálsav (HOOC- _{C6H4 –} COOH )

Egyéb diprotikus savak

• Krómsav ( H ₂ CrO ₄ )
• Oxálsav ( H ₂ C ₂ O ₄ )
• Buténdisav ( HOOC -CH=CH- COOH )
• Hidrogén-szulfid ( H ₂ S)
• Hidrogén tellursav ( H ₂ Te)
• _{Szelénhidrogénsav} ( H2Se )

Hivatkozások

▷ Diprotikus sav : meghatározás , képlet és példák . (2020, október 29.). tanul. https://estudyando.com/acido-diprotico-definicion-formula-y-ejemplos/

DIPROTIK ÉS POLIPROTIK SAVAK – Alapfogalmak . (nd). Hajnal-temuco. https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4-Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf

Campillo, N. (2011). EGYENSÚLY ÉS SAV-BÁZIS TÉRFOGATOK . Murciai Egyetem. https://www.um.es/documents/4874468/11830096/tema-5.pdf/e9fc6f0c-2d0d-4bca-8b07-6e1f03ff7c30

Chang, R. (2021). Kémia (11. ^kiadás ). MCGRAW HILL OKTATÁS.

Példák diprotikus savakra . (2015, október 8.). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-acidos-diproticos.html

Szabadszövegek. (2020. október 30.). 14.5: Poliprotikus savak . Spanyol LibreTexts. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/14%3A_Equilibrio_de_acido-base/14.5%3A_Acidos_poliproticos