15.8 Asam Diprotik dan Poliprotik

               Asam poliprotik atau dikenal juga sebagai asam polibasik adalah senyawa asam yang mampu menyumbangkan lebih dari satu proton dari setiap molekul asam, dibandingkan asam monoprotik yang hanya dapat menyumbangkan satu proton per molekul.

               Perlakuan asam diprotik dan poliprotik lebih terlibat daripada monoprotik asam karena zat ini dapat menghasilkan lebih dari satu ion hidrogen per molekul. Asam-asam ini terionisasi secara bertahap. artinya, mereka kehilangan satu proton pada satu waktu. Sebuah ekspresi konstan ionisasi dapat ditulis untuk setiap tahap ionisasi. Akibatnya, dua atau lebih banyak ekspresi konstanta kesetimbangan harus sering digunakan untuk menghitung konsentrasi

spesies dalam larutan asam. Misalnya, untuk asam karbonat, H₂CO₃, kita menulis

Perhatikan bahwa basa konjugasi dalam tahap ionisasi pertama menjadi asam dalam tahap ionisasi kedua.

               Tabel 15.5 tentang hal. 683 menunjukkan konstanta ionisasi dari beberapa asam diprotik dan satu asam polyprotic. Untuk asam tertentu, konstanta ionisasi pertama jauh lebih besar dari konstanta ionisasi kedua, dan seterusnya. Tren ini masuk akal karena memang demikian lebih mudah untuk menghilangkan ion H1 dari molekul netral daripada menghilangkan ion H1 lainnya dari ion bermuatan negatif yang berasal dari molekul.

               Dalam Contoh 15.11 kami menghitung konsentrasi kesetimbangan semua spesies dari asam diprotik dalam larutan encer.

CONTOH 15.11

Asam oksalat (H2C2O4) adalah zat beracun yang digunakan sebagai pemutihan dan pembersihan agen (misalnya, untuk menghapus cincin bak mandi). Hitung konsentrasi semua spesies hadir pada kesetimbangan dalam larutan 0,10 M. Strategi Menentukan konsentrasi ekuilibrium dari spesies asam diprotik dalam larutan berair lebih terlibat daripada untuk asam monoprotik. Kami mengikuti hal yang sama prosedur seperti yang digunakan untuk asam monoprotik untuk setiap tahap, seperti pada Contoh 15.8. Catatan bahwa basa konjugasi dari tahap pertama ionisasi menjadi asam untuk ionisasi tahap kedua.

Solusi Kami melanjutkan sesuai dengan langkah-langkah berikut.

Langkah 1: Spesies utama dalam larutan pada tahap ini adalah asam tidak terionisasi, ion H+, dan basa konjugasi, .

Langkah 2: Membiarkan x adalah konsentrasi kesetimbangan dari H+ dan HC2O4- ion dalam mol / L, kami meringkaskan:

Jelas pendekatannya tidak valid. Karena itu, kita harus menyelesaikan persamaan kuadratnya

               x2 + 6.5 x 10-2 x – 6.5 x 10-3 = 0

Hasilnya adalah x = 0,054 M.

Langkah 4: Ketika kesetimbangan untuk tahap pertama ionisasi tercapai, konsentrasinya adalah

Selanjutnya kami mempertimbangkan tahap kedua dari ionisasi.

Langkah 1: Pada tahap ini, spesies utama adalah  , yang bertindak sebagai asam dalam yang kedua tahap ionisasi, H+, dan basa konjugat 

Langkah 2: Membiarkan y menjadi konsentrasi kesetimbangan dari H+ dan  ion dalam mol / L, kami meringkaskan:

Langkah 3: Tabel 15.5 memberi kita

Menerapkan pendekatan 0.054+y  0.054 dan 00.054-y  0.054, kami memperoleh

               = y = 6.1 x 10 -5 M

dan kami menguji aproksimasi,

              x 100% = 0,11%

Pendekatan ini valid.

Langkah 4: Pada ekuilibrium,

       = 0.046 M            

        = ( 0.054 – 6.1 x 10 -5 ) M = 0.054 M
  = (0.054 – 6.1 x 10 -5 ) M = 0.054 M 

   = 6.1 x 10 -5 M

     [OH-]             = 1.0 x 10-14/0.054 = 1.9 x 10-13 m

Contoh 15.11 menunjukkan bahwa untuk asam diprotik, jika Ka1  Ka2, maka kita dapat berasumsi bahwa konsentrasi ion-ion H+ adalah hasil dari tahap pertama ionisasi. Selanjutnya, konsentrasi basa konjugat untuk ionisasi tahap kedua

secara numerik sama dengan Ka2.

Asam fosfat (H3PO4) adalah asam poliprotik dengan tiga hidrogen terionisasi

atom:

Kami melihat bahwa asam fosfat adalah asam poliprotik yang lemah dan konstanta ionisasi menurun secara nyata untuk tahap kedua dan ketiga. Dengan demikian, kita dapat memprediksi bahwa, dalam suatu larutan yang mengandung asam fosfat, konsentrasi asam tidak terionisasi adalah tertinggi, dan satu-satunya spesies lain yang hadir dalam konsentrasi yang signifikan adalah H+ dan ion