Răspuns :
Rezolvarea propusa
Avem un caz de ionizare a acizilor polibazici, în soluția lor apoasă. Fiind acizi mai slabi (în comparație cu HCl, HNO₃, H₂SO₄, HCLO₄) disocierea lor în ioni (ionizarea) nu este totală, are loc stabilirea unui echilibru chimic. La acest moment viteza de disociere a acidului (reacția directă) este egală cu viteza de refacere a acidului(reacția inversă). Nu intru în teoria echilibrelor cu transfer de protoni, dar prezint unele informații. Acizii sunt substanțe, care la dizolvarea în apă pun în liberate protoni H⁺, iar bazele sunt substanțe care la dizolvarea în apă pun în libertate ioni hidroxid HO⁻.
a) Ionizarea acidului carbonic (H₂CO₃). Este un acid dibazic (2H), foarte slab, nu se poate izola. O structura școlară a moleculei sale este:
H-O - C -OH
║
O
El ionizează în două trepte, demonstrate practic, *prin care se rupe legătura H-O, O pastrează electronii de legatura și este pus în libertate un ion pozitiv de H (numit si proton)*.
a1) Prima dată acidul cedează un H, care se va lega de H₂O, cu rol de bază. Reacția are constanta de aciditate Ka1:
H₂CO₃ -H ⁻ = HCO₃⁻ (ion carbonat acid, bicarbonat...)
H⁺ +H₂O= H₃O⁺
Reacția totală este:
H₂CO₃ + H₂O = HCO₃⁻ + H₃O⁺
acid 1 + bază = baza conjugată 1+ acid
a2) A doua treaptă de ionizare, este când ionul HCO₃⁻ cedează H⁺, apei, cu rol de bază. Are constanta de aciditate Ka2. Are loc mai greu, fiindcă un ion acid negativ, trebuie să cedeze un ion pozitiv de H⁺, explicabil prin atracțiile electrice dintre + și -.
HCO₃⁻ + H₂O = CO₃⁻² + H₃O⁺
acid 2+ bază= baza conjugată 2 + acid
(ion carbonat...)
La acizii dibazici, precum acidul carbonic, prima constantă de ionizare este mult mai mare, față de a doua constantă de ionizare. Concentrația în ioni HCO₃⁻ în soluția apoasă este mai mare față de concentrația în ioni CO₃⁻².
b) Ionizarea acidului fosforic H₃PO₄ are loc în trei trepte de cedarea a celor trei ioni de H, cu viteze diferite, care scad de la prima treaptă, foarte mult.
Structura didactică a moleculei de H₃PO₄ se poate reprezenta :
O
║
H-O - P- O-H
↓
O- H
Acum înțelegeți, de ce sunt trei trepte de ionizare, fiindcă se cedează pe rând cei trei H, dar mai greu la treapta a doua și a treia. O explicație este: primul proton este cedat de o moleculă neutră (H₃PO₄), al doilea proton și al treilea sunt cedați de ioni negativi (acizi anionici).
b1) Prima treaptă de ionizare-Ionizarea primară:
H₃PO₄ + H₂O = H₂PO₄⁻ + H₃O Ka1
acid 1 bază conjugată 1 (ion fosfat diacid..)
b2) Ionizarea secundară, când ionul acid H₂PO₄⁻cedează un proton apei:
H₂PO₄⁻ + H₂O = HPO₄²⁻ + H₃O⁺ Ka2
acid 2 baza conjugată2 (fosfat monoacid...
b3) Ionizarea terțiară, când ionul acid HPO₄²⁻ cedează protonul apei:
HPO₄²⁻ + H₂O = PO₄³⁻ + H₃O⁺ Ka3
acid 3 baza conjugată 3 (fosfat neutru...nu mai există ion H)
Constanta de aciditate Ka1 este mai mare față de Ka2, Ka3, de aceea în soluția apoasă de H₃PO₄, predomină ionii H₂PO₄⁻.
Vă mulțumim pentru vizita pe site-ul nostru dedicat Chimie. Sperăm că informațiile oferite v-au fost de ajutor. Nu ezitați să ne contactați pentru orice întrebare sau dacă aveți nevoie de asistență suplimentară. Vă așteptăm cu drag data viitoare și nu uitați să ne adăugați la favorite!