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多元弱酸
鎖定
分子中含有兩個或兩個以上的可電離的H+的弱酸都是多元弱酸,多元弱酸在水溶液中的電離是分步進行的,每一步電離出一個H+,並且都有相對應的電離平衡及電離常數。
- 中文名
- 多元弱酸
- 外文名
- weak polyprotic acid
- 特 點
- 電離出兩個或兩個以上的氫離子
- 屬 性
- 弱電解質
- 所屬學科
- 化學
- 特 性
- 分步電離
多元弱酸定義
分子中含有兩個或兩個以上的可電離的H+的弱酸都是多元弱酸,多元弱酸是屬於弱電解質。
根據酸中所含的可電離氫離子的數目,可以將酸分為一元酸(如HCl、CH3COOH)、二元酸(如H2SO4、H2CO3、H2S)、三元酸(如H3PO4)。其中,HCl為一元強酸,H2SO4雖然可以電離兩個氫離子,但是是強酸,不屬於多元弱酸,CH3COOH為一元弱酸。
[1]
多元弱酸多元弱酸電離
多元弱酸在水中的電離是分步進行的。以磷酸為例介紹
磷酸是三元弱酸,分三步解離。
第一步解離:H3PO4⇌ H+ + H2PO4-
第二步解離:H2PO4-⇌ H++ HPO42-
第三步解離:HPO42-⇌ H++ PO43-
多元弱酸的電離常數都是
,一般相差104~105。這是由於第二步解離需從帶有一個負電荷的離子中再解離出一個H+,這當然比從中性分子解離出一個H+困難的多;此外,第一步解離出的H+將抑制第二步的解離。同理第三步比第二步更困難。因此,從數量上看,由第二三步解離出的H+與第一步解離相比是微不足道的,故在計算多元弱酸溶液中H+濃度時,只需要考慮第一步解離,可當做一元弱酸來處理。當對多元弱酸的相對強弱比較時,只需比較其一級解離常數即可。
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多元弱酸多元弱酸的酸度計算
多元弱酸在溶液中逐級離解,溶液是一個複雜的酸鹼平衡體系。以二元弱酸(H2A)為例,設其濃度為c mol/L,解離常數分別為Ka1和Ka2。
1. 質子條件式 [H+] = [HA-] + [A2-] + [OH-] ,將有關平衡常數代入,並整理後得到計算[H+] 的精確式:
2. 計算[H+]的近似式和最簡式
(1) 當cKa1≥ 20 Kw時,上式中的Kw項可忽略。
(2) 當
,可將其略去,即第二步解離也可忽略,得
。而[H2A] ≈ c - [H+],代入整理得到二元弱酸中H+濃度的近似式:
實際上是忽略了二級解離,將二元弱酸按照一元弱酸處理。一般多元弱酸,只要濃度不太小,各步解離常數差別不太小,均可按一元弱酸處理。