คำจำกัดความของกรดไดโปรติก

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


กรดไดโปรติกคือกรดเบรินสเตดและกรดโลว์รีที่มีอะตอมของไฮโดรเจนที่แตกตัวเป็นไอออนได้ 2อะตอม นั่นคือ เป็นกรดที่สามารถให้โปรตอนสองตัวเมื่อละลายในน้ำหรือเมื่อทำปฏิกิริยากับสองโมเลกุลของเบส เพราะฉะนั้นชื่อของมัน ในความเป็นจริงdi-เป็นคำนำหน้าซึ่งหมายถึง 2 ในขณะที่โปรติกหมายถึงโปรตอน หรืออีกนัยหนึ่งคือไอออนบวกที่สร้างอะตอมไฮโดรเจนโดยการสูญเสียอิเล็กตรอนเพียงอย่างเดียว

กรดไดโปรติกสามารถเป็นได้ทั้งกรดแก่และกรดอ่อน แม้ว่ากรดส่วนใหญ่จะเป็นกรดอ่อนก็ตาม แม้ในบางกรณีที่มีความแข็งแรง เช่น กรดซัลฟิวริก การแยกตัวครั้งแรกเท่านั้นที่แข็งแกร่ง ในขณะที่การแยกตัวครั้งที่สองจะอ่อนแอ

จากมุมมองข้างต้น กรดไดโปรติกส่วนใหญ่มีค่าคงที่ไอออไนเซชันหรือค่าคงที่การแยกตัวของกรดสองค่า K a1 และ K a2

สูตรทั่วไปของกรดไดโปรติก

มีตัวอย่างมากมายของกรดไดโปรติกที่มีสูตรทางเคมีที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ในบริบทของการคำนวณค่า pH หรือการคำนวณอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความสมดุลของกรดเบส พวกมันมักจะแสดงด้วยสูตรทั่วไปH 2 Aโดยที่ A แสดงถึงแอนไอออนที่ก่อตัวขึ้นเมื่อกรดสูญเสียโปรตอนทั้งสอง ไอออน A นั้นเรียบง่ายเหมือนไอออนซัลไฟด์และซับซ้อนพอๆ กับไอออนอินทรีย์ที่มีอะตอมนับสิบอะตอม

ความสมดุลของกรดเบสของกรดไดโปรติก

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น กรดไดโปรติกส่วนใหญ่จะอ่อนแอและแทบไม่มีทั้งการแยกตัวที่แข็งแรงและตัวที่อ่อนแอ สิ่งนี้เน้นความจริงที่ว่าการมีโปรตอนที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้สองตัวไม่ได้หมายความว่ากรดไดโปรติกจะบริจาคโปรตอนเหล่านั้นพร้อมกัน ในความเป็นจริง การแยกตัวเป็นกระบวนการสูญเสียโปรตอนตามลำดับซึ่งเกี่ยวข้องกับ ในกรณีของกรดไดโปรติก สมดุลเคมีสองค่าและค่าคงที่การแยกตัวของกรดสองค่าคือ K a1 และ K a2 ปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้แสดงไว้ด้านล่าง:

การแยก ตัวครั้งแรกของกรดไดโปรติก

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

การแยกตัวครั้งที่ 2 ของกรดไดโปรติก

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

การคำนวณค่า pH ของสารละลายกรดไดโปรติก

การคำนวณค่า pH และความเข้มข้นของสปีชีส์ทั้งหมดที่มีอยู่ในสารละลายของกรดไดโปรติก โดยพิจารณาจากความเข้มข้นเริ่มต้นหรือความเข้มข้นเชิงวิเคราะห์ แสดงถึงการแก้สมดุลไอออนิกที่แสดงไว้ข้างต้นพร้อมกัน ปัญหาประเภทนี้มีความซับซ้อนมาก เนื่องจากดุลยภาพทั้งสองนี้เชื่อมโยงกันโดยผ่านความเข้มข้นของโปรตอน (H + ) ในสารละลาย และโดยความเข้มข้นของเบสคอนจูเกตของกรดดั้งเดิม (HA )

ดังที่เห็นได้จากสมการของค่าคงที่สมดุลทั้งสอง มีค่าไม่ทราบค่าทั้งหมด 4 ค่า ได้แก่ [H 2 A], [HA ], [A 2- ] และ [H + ] เนื่องจากเรามีเพียงสองสมการ (ค่าคงที่สมดุลสองค่า) จึงจำเป็นต้องมีสมการอิสระเพิ่มเติมอีกสองสมการเพื่อให้สามารถแก้ปัญหาประเภทนี้ได้ นักเคมีวิเคราะห์เรียกสมการเหล่านี้ว่าสมดุลมวลและสมดุลของประจุไฟฟ้า ซึ่งสำหรับกรณีนี้กำหนดโดย:

มวลความสมดุล

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

สมการนี้แสดงว่าความเข้มข้นรวมของกรดไดโปรติก หรือที่เรียกว่าความเข้มข้นเชิงวิเคราะห์ (C a ) นั้นกระจายอยู่ในชนิดที่แตกตัวเป็นไอออนและชนิดที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนของกรด ได้แก่ H 2 A, HA และ A 2-

โหลดบาลานซ์

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

สมการนี้แสดงสภาวะความเป็นกลางของสารละลาย เนื่องจากสารละลายต้องเป็นกลาง ผลรวมของประจุบวกทั้งหมดที่มาจากไอออนบวกทั้งหมดที่มีอยู่ในสารละลาย (ในกรณีนี้คือโปรตอนเท่านั้น) จะต้องสมดุลกับประจุลบจากประจุลบทั้งหมด

การรวมสมการสำหรับ K a1 , K a2 , ค่าคงที่การแยกตัวของน้ำ (K w ) สมดุลมวล และสมดุลประจุ ให้สมการที่ช่วยให้เราสามารถหาความเข้มข้นของโปรตอน และจากตรงนั้น สมการของ สปีชีส์อื่นทั้งหมดอยู่ในภาวะสมดุล นี่เป็นกระบวนการที่ลำบากและซับซ้อนซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้ อย่างไรก็ตามสามารถแก้ไขได้โดยประมาณโดยละเลยการแยกส่วนที่สองและคำนึงถึงเฉพาะส่วนแรกเท่านั้น

ตัวอย่างของกรดไดโปรติก

ด้านล่างนี้คือตัวอย่างบางส่วนของกรดไดโปรติกทั่วไป ในกรณีของกรดอินทรีย์ จะต้องคำนึงถึงว่ามีเพียงไฮโดรเจนของหมู่คาร์บอกซิลเท่านั้นที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ ดังนั้นสิ่งที่จับกับอะตอมของคาร์บอนโดยตรงจะไม่ถูกพิจารณาว่าเป็นโปรตอน

กรดกำมะถัน (H 2 SO 4 )

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

กรดคาร์บอนิก (H 2 CO 3 )

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

กรดเทเรฟทาลิก (HOOC-C 6 H 4 -COOH)

ความหมายและตัวอย่างของกรดไดโปรติก

กรดไดโปรติกอื่น ๆ

  • กรดโครมิก ( H 2 CrO 4 )
  • กรดออกซาลิก ( H 2 C 2 O 4 )
  • กรดบิวเนไดอิก ( HOOC -CH=CH- COOH )
  • ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ( H 2 S )
  • กรดไฮโดรเจนเทลลูริก ( H 2 Te)
  • กรด เซเลนไฮดริก ( H2Se )

อ้างอิง

กรดไดโปรติก: ความหมายสูตรและตัวอย่าง (2563, 29 ตุลาคม). กำลังเรียน. https://estudyando.com/acido-diprotico-definicion-formula-y-ejemplos/

DIPROTIC และ POLYPROTIC ACID – แนวคิดพื้นฐาน (น). รุ่งอรุณ-เตมูโก. https://www.amanecer-temuco.cl/wp-content/uploads/2020/05/4-Acidos-diproticos-y-poliproticos-Conceptos-basicos.pdf

คัมปิลโล, เอ็น. (2554). ปริมาณดุลยภาพและกรดเบส มหาวิทยาลัยมูร์เซีย https://www.um.es/documents/4874468/11830096/tema-5.pdf/e9fc6f0c-2d0d-4bca-8b07-6e1f03ff7c30

ช้าง ร. (2564). เคมี ( ฉบับ ที่ 11 ) MCGRAW HILL การศึกษา

ตัวอย่างของกรดไดโปรติก (2558, 8 ตุลาคม). Químicas.net. https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-acidos-diproticos.html

ลิเบรอเท็กซ์ (2563, 30 ตุลาคม). 14.5: กรดโพลิโพรติก ข้อความ Libre ภาษาสเปน https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/14%3A_Equilibrio_de_acido-base/14.5%3A_Acidos_poliproticos

-โฆษณา-

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

Artículos relacionados