Diproottihapon määritelmä

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Diproottinen happo on Brønstedin ja Lowryn happo, jossa on kaksi ionisoituvaa vetyatomia . Toisin sanoen se on happo, joka pystyy luovuttamaan kaksi protonia veteen liuotettuna tai reagoidessaan kahden emäsmolekyylin kanssa; tästä syystä sen nimi. Itse asiassa di- on etuliite, joka tarkoittaa 2:ta, kun taas proottinen viittaa protoniin, toisin sanoen kationiin, joka muodostaa vetyatomin menettämällä ainoan elektroninsa.

Diproottiset hapot voivat olla sekä vahvoja että heikkoja, vaikka suurin osa on heikkoja happoja. Jopa niissä harvoissa tapauksissa, joissa ne ovat vahvoja, kuten rikkihapossa, vain ensimmäinen dissosiaatio on voimakas, kun taas toinen dissosiaatio on heikko.

Edellä esitetyn perusteella suurimmalla osalla diproottisista hapoista on kaksi ionisaatiovakiota tai happodissosiaatiovakiota, K a1 ja K a2 .

Diproottisten happojen yleinen kaava

On olemassa monia esimerkkejä diproottisista hapoista, joiden kemialliset kaavat vaihtelevat suuresti. Kuitenkin pH:n laskennassa tai muissa happo-emästasapainoon liittyvissä laskelmissa niitä edustaa yleensä yleinen kaava H 2 A , jossa A edustaa anionia, joka muodostuu, kun happo menettää molemmat protonit. Anioni A voi olla yhtä yksinkertainen kuin sulfidi-ioni ja yhtä monimutkainen kuin orgaaninen ioni, jossa on kymmeniä atomeja.

Diproottisten happojen happo-emästasapaino

Kuten edellä mainittiin, useimmat diproottiset hapot ovat heikkoja ja niillä on vain harvoin sekä vahva että heikko dissosiaatio. Tämä korostaa sitä tosiasiaa, että kahden ionisoituvan protonin olemassaolo ei tarkoita, että diproottiset hapot luovuttaisivat niitä samanaikaisesti. Itse asiassa dissosiaatio on peräkkäinen protonihäviöprosessi, joka sisältää diproottisten happojen tapauksessa kaksi kemiallista tasapainoa ja siten kaksi happodissosiaatiovakiota K a1 ja K a2 . Vastaavat palautuvat kemialliset reaktiot on esitetty alla:

Diproottisen hapon ensimmäinen dissosiaatio

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Diproottisen hapon toinen dissosiaatio

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Diproottisten happojen liuosten pH:n laskeminen

Kaikkien diproottisen hapon liuoksessa olevien lajien pH:n ja konsentraation laskeminen, ottaen huomioon sen alku- tai analyyttinen konsentraatio, edellyttää, että yllä esitetyt ionitasapainot ratkaistaan ​​samanaikaisesti. Tämän tyyppiset ongelmat ovat huomattavan monimutkaisia, koska nämä kaksi tasapainoa liittyvät toisiinsa sekä liuoksessa olevien protonien (H + ) että alkuperäisen hapon konjugaattiemäksen (HA ) pitoisuuden kautta.

Kuten molempien tasapainovakioiden yhtälöistä voidaan nähdä, tuntemattomia löytyy yhteensä 4 ja ne ovat [H 2 A], [HA ], [A 2- ] ja [H + ]. Koska meillä on vain kaksi yhtälöä (kaksi tasapainovakiota), tarvitaan kaksi riippumatonta lisäyhtälöä tämän tyyppisten ongelmien ratkaisemiseksi. Analyyttiset kemistit kutsuvat näitä yhtälöitä massataseeksi ja sähkövarausten tasapainoksi, jotka tässä tapauksessa annetaan:

Massan tasapaino

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Tämä yhtälö ilmaisee, että diproottisen hapon kokonaispitoisuus, jota kutsutaan myös analyyttiseksi pitoisuudeksi (C a ), jakautuu hapon kaikkien ionisoituneiden ja ionisoitumattomien lajien, nimittäin H 2 A:n, HA :n ja A 2-: n kesken .

kuormituksen tasapainoittaminen

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Tämä yhtälö puolestaan ​​ilmaisee ratkaisun neutraalisuuden ehdon. Koska liuoksen on oltava neutraali, kaikkien liuoksessa olevista kationeista (tässä tapauksessa vain protoneista) tulevien positiivisten varausten summa on tasapainotettava kaikkien anionien negatiivisilla varauksilla.

Yhdistämällä yhtälöt K a1 , K a2 , veden dissosiaatiovakio (K w ), massatasapaino ja varaustasapaino, saadaan yhtälö, jonka avulla voimme löytää protonien pitoisuuden ja sieltä protonien pitoisuuden. kaikki muut lajit tasapainossa. Tämä on työläs ja monimutkainen prosessi, joka ei kuulu tämän artikkelin soveltamisalaan. kuitenkin se voidaan ratkaista suunnilleen jättämällä huomioimatta toinen dissosiaatio ja ottamalla huomioon vain ensimmäinen.

Esimerkkejä diproottisista hapoista

Alla on esimerkkejä tavallisista diproottisista hapoista. Orgaanisten happojen tapauksessa on otettava huomioon, että vain karboksyyliryhmien vedyt ovat ionisoituvia, joten niitä, jotka ovat kiinnittyneet suoraan hiiliatomeihin, ei huomioida protoneina.

Rikkihappo (H 2 SO 4 )

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Hiilihappo (H 2 CO 3 )

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Tereftaalihappo (HOOC- C6H4COOH )

Diproottihapon määritelmä ja esimerkkejä

Muut diproottiset hapot

  • Kromihappo ( H 2 CrO 4 )
  • oksaalihappo ( H 2 C 2 O 4 )
  • Buteenidihappo ( HOOC -CH=CH- COOH )
  • Rikkivety ( H2S )
  • Vetyteluurihappo ( H 2 Te)
  • Seleenihappo ( H2Se )

Viitteet

Diproottinen happo : määritelmä , kaava ja esimerkit . (2020, 29. lokakuuta). opiskelu. https://estudyando.com/acido-diprotico-definicion-formula-y-ejemplos/

DIPROOTTISET JA POLYPROOTTISET HAPOT – Peruskäsitteet . (nd). Aamunkoitto-temuco. https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4-Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf

Campillo, N. (2011). TASAPAINO JA HAPPOPEMUSTILAVUUDET . Murcian yliopisto. https://www.um.es/documents/4874468/11830096/tema-5.pdf/e9fc6f0c-2d0d-4bca-8b07-6e1f03ff7c30

Chang, R. (2021). Kemia (11. painos ). MCGRAW HILLIN KOULUTUS.

Esimerkkejä diproottisista hapoista . (2015, 8. lokakuuta). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-acidos-diproticos.html

Libretekstit. (2020, 30. lokakuuta). 14.5: Polyproottiset hapot . Espanjan LibreTexts. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/14%3A_Equilibrio_de_acido-base/14.5%3A_Acidos_poliproticos

-Mainos-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Liekin väritesti