Exemple d'acide polyprotique Problème de chimie

Un acide polyprotique est un acide qui peut donner plus d'un atome d'hydrogène (proton) dans une solution aqueuse. Pour trouver le pH de ce type d'acide, il est nécessaire de connaître les constantes de dissociation de chaque atome d'hydrogène. Ceci est un exemple de la façon de travailler un problème de chimie des acides polyprotiques.

Problème de chimie de l'acide polyprotique

Déterminer le pH d'une solution 0,10 M de H₂DONC₄.

Donné: K_a2 = 1,3 x 10^-2

Solution

H₂DONC₄ a deux H⁺ (protons), c'est donc un acide diprotique qui subit deux ionisations séquentielles dans l'eau:

Première ionisation: H₂DONC₄(aq) → H⁺(aq) + HSO₄^-(aq)

Deuxième ionisation: HSO₄^-(aq) ⇔ H⁺(aq) + SO₄^2-(aq)

Notez que l'acide sulfurique est un acide fort, donc sa première dissociation approche 100%. C'est pourquoi la réaction est écrite en utilisant → plutôt que ⇔. L'ASS₄^-(aq) dans la deuxième ionisation est un acide faible, donc le H⁺ est en équilibre avec sa base conjuguée.

K_a2 = [H⁺][DONC₄^2-] / [HSO₄^-]

K_a2 = 1,3 x 10^-2

K_a2 = (0,10 + x) (x) / (0,10 - x)

Depuis K_a2 est relativement grand, il est nécessaire d'utiliser la formule quadratique pour résoudre x:

X² + 0,11x - 0,0013 = 0

x = 1,1 x 10^-2 M

La somme des première et deuxième ionisations donne le total [H⁺] à l'équilibre.

0,10 + 0,011 = 0,11 M

pH = -log [H⁺] = 0,96

Apprendre encore plus

Introduction aux acides polyprotiques

Force des acides et des bases

Concentration d'espèces chimiques

Première ionisation	H2DONC4(aq)	H+(aq)	HSO4-(aq)
Initiale	0,10 M	0,00 M	0,00 M
Changement	-0,10 M	+0,10 M	+0,10 M
Final	0,00 M	0,10 M	0,10 M
Deuxième ionisation	HSO42-(aq)	H+(aq)	DONC42-(aq)
Initiale	0,10 M	0,10 M	0,00 M
Changement	-x M	+x M	+x M
À l'équilibre	(0,10 - x) M	(0,10 + x) M	x M