Definisjon av diprotisk syre

En diprotisk syre er en Brønsted- og Lowry-syre som har to ioniserbare hydrogenatomer . Det vil si at det er en syre som er i stand til å donere to protoner når den er oppløst i vann eller når den reagerer med to molekyler av en base; derav navnet. Faktisk er di- et prefiks som betyr 2, mens protisk refererer til protonet, med andre ord kationen som danner hydrogenatomet ved å miste sitt eneste elektron.

Diprotiske syrer kan være både sterke og svake, selv om de aller fleste er svake syrer. Selv i de få tilfellene hvor de er sterke, for eksempel svovelsyre, er bare den første dissosiasjonen sterk, mens den andre dissosiasjonen er svak.

I lys av ovenstående har de aller fleste diprotiske syrer to ioniseringskonstanter eller syredissosiasjonskonstanter, _Ka1 og _Ka2 .

Generell formel for diprotiske syrer

Det er mange eksempler på diprotiske syrer med vidt varierende kjemiske formler. Men i sammenheng med beregning av pH eller andre beregninger relatert til syre-base-balanse, er de vanligvis representert ved den generiske formelen H ₂ A , hvor A representerer anionet som dannes når syren mister begge protonene. Anionet A kan være så enkelt som et sulfidion og like komplekst som et organisk ion med titalls atomer.

Syre-base balanse av diprotiske syrer

Som nevnt ovenfor er de fleste diprotiske syrer svake og har kun sjelden både en sterk og en svak dissosiasjon. Dette fremhever det faktum at det å ha to ioniserbare protoner ikke betyr at diprotiske syrer donerer dem samtidig. Faktisk er dissosiasjon en sekvensiell protontapsprosess som involverer, når det gjelder diprotiske syrer, to kjemiske likevekter og derfor to syredissosiasjonskonstanter _{Ka1 og} Ka2 . De tilsvarende reversible kjemiske reaksjonene er presentert nedenfor:

1. ^dissosiasjon av en diprotisk syre

2. ^dissosiasjon av en diprotisk syre

Beregning av pH i løsninger av diprotiske syrer

Beregningen av pH og av konsentrasjonen av alle artene som er tilstede i en løsning av en diprotisk syre, gitt dens initiale eller analytiske konsentrasjon, innebærer samtidig å løse de ioniske likevektene vist ovenfor. Denne typen problemer er betydelig komplekse, siden disse to likevektene er forbundet både gjennom konsentrasjonen av protoner (H ⁺ ) i løsningen, og ved konsentrasjonen av den konjugerte basen til den opprinnelige syren (HA ^– ).

Som man kan se i likningene til begge likevektskonstantene, er det totalt 4 ukjente å finne og de er [H ₂ A], [HA ^– ], [A ^2- ] og [H ⁺ ]. Siden vi kun har to likninger (de to likevektskonstantene), trengs det ytterligere to uavhengige likninger for å kunne løse denne typen problemer. Analytiske kjemikere kaller disse ligningene massebalanse og balanse av elektriske ladninger, som for dette tilfellet er gitt av:

Massebalanse

Denne ligningen uttrykker at den totale konsentrasjonen av en diprotisk syre, også kalt den analytiske konsentrasjonen (C _a ), er fordelt på alle de ioniserte og ikke-ioniserte artene av syren, nemlig H ₂ A, HA ^– og A ^2- .

lastbalansering

Denne ligningen på sin side uttrykker betingelsen om løsningens nøytralitet. Siden løsningen må være nøytral, må summen av alle de positive ladningene som kommer fra alle kationene som er tilstede i løsningen (i dette tilfellet bare protonene) balanseres av de negative ladningene fra alle anionene.

Ved å kombinere ligningene for K _a1 , K _a2 , dissosiasjonskonstanten til vann (K _​w ), massebalansen og ladningsbalansen, får vi en ligning som lar oss finne konsentrasjonen av protoner og derfra alle andre arter i likevekt. Dette er en møysommelig og komplisert prosess som ligger utenfor rammen av denne artikkelen; det kan imidlertid løses tilnærmet ved å neglisjere den andre dissosiasjonen og bare ta hensyn til den første.

Eksempler på diprotiske syrer

Nedenfor er noen eksempler på vanlige diprotiske syrer. Når det gjelder organiske syrer, må det tas i betraktning at kun hydrogenene i karboksylgruppene er ioniserbare, så de som er direkte festet til karbonatomer tas ikke i betraktning som protoner.

Svovelsyre (H ₂ SO ₄ )

Karbonsyre (H ₂ CO ₃ )

Tereftalsyre (HOOC-C ₆ H ₄ -COOH)

Andre diprotiske syrer

• Kromsyre ( H ₂ CrO ₄ )
• Oksalsyre ( H ₂ C ₂ O ₄ )
• Butendisyre ( HOOC -CH=CH- COOH )
• Hydrogensulfid ( H ₂ S)
• Hydrogen tellursyre ( H ₂ Te)
• _Selensyre ( H2Se )

Referanser

▷ Diprotinsyre : definisjon , formel og eksempler . _ (2020, 29. oktober). studerer. https://estudyando.com/acido-diprotico-definicion-formula-y-ejemplos/

DIPROTISKE OG POLYPROTE SYRER – Grunnleggende begreper . (nd). Dawn-temuco. https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4-Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf

Campillo, N. (2011). LYKKEVILKÅR OG SYREBASISKE VOLUMETRIER . Universitetet i Murcia. https://www.um.es/documents/4874468/11830096/tema-5.pdf/e9fc6f0c-2d0d-4bca-8b07-6e1f03ff7c30

Chang, R. (2021). Kjemi (11. ^utgave ). MCGRAW HILL UTDANNING.

Eksempler på diprotiske syrer . (2015, 8. oktober). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-acidos-diproticos.html

Libretekster. (2020, 30. oktober). 14.5: Polyprotiske syrer . Spanske LibreTexts. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/14%3A_Equilibrio_de_acido-base/14.5%3A_Acidos_poliproticos