多质子酸是一种能在水溶液中提供一个以上氢原子(质子)的酸。要找到这种酸的pH值,必须知道每个氢原子的离解常数。这是一个如何解决多元酸化学问题的示例。
测定0.10 M H2SO4溶液的pH值。
给定值:Ka2=1.3x10-2
H2SO4有两个H+(质子),因此它是一种在水中经历两次连续电离的二元酸:
第一次电离:H2SO4(aq)→ H+(aq)+HSO4-(aq)
二次电离:HSO4-(aq)⇔ H+(aq)+SO42-(aq)
请注意,硫酸是一种强酸,因此其第一次解离接近100%。这就是为什么反应是用→ 而不是⇔. 第二次电离中的HSO4-(aq)是弱酸,因此H+与其共轭碱处于平衡状态。
Ka2=[H+][SO42-]/[HSO4-]
Ka2=1.3x10-2
Ka2=(0.10+x)(x)/(0.10-x)
由于Ka2相对较大,因此有必要使用二次公式来求解x:
x2+0.11x-0.0013=0
x=1.1 x 10-2米
第一次和第二次电离的总和给出了平衡时的总[H+]。
0.10+0.011=0.11米
pH=-log[H+]=0.96
多元酸简介
酸碱强度
化学物质浓度
第一电离 | 硫酸(aq) | H+(aq) | HSO4-(aq) |
首字母 | 0.10米 | 0.00米 | 0.00米 |
改变 | -0.10米 | +0.10米 | +0.10米 |
最终的 | 0.00米 | 0.10米 | 0.10米 |
二次电离 | HSO42-(aq) | H+(aq) | SO42-(aq) |
首字母 | 0.10米 | 0.10米 | 0.00米 |
改变 | -x M | +x M | +x M |
处于平衡状态 | (0.10-x)米 | (0.10+x)米 | x M |
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