Acidos poliproticos

ÁCIDOS POLIPRÓTICOS
Ácidos polipróticos
Los ácidos polipróticos son aquellos que contienen más de un átomo de hidrógeno ionizable por molécula. La constante de ionización es diferente para cada paso de disociación. Cada protón sucesivo se libera con mayor dificultad que el anterior, ya que queda más fuertemente atraído por el anión formado. Por ejemplo, para el ácido carbónico en agua:
H2CO3 +H2O ⇋ HCO3- + H3O+ Ka1 = 4,5 × 10-7
HCO3- + H2O ⇋ CO32- + H3O+ Ka2 = 4,8 × 10-11
Los cálculos de equilibrio para ácidos polipróticos son complejos porque las concentraciones de las distintas especies presentes están determinadas por los equilibrios sucesivos. La resolución requiere hacer aproximaciones. En primer término se considera la concentración de los iones formados en la primeraionización. El primer paso es siempre el más importante, ya que K1 > K2 > K3 >… Dentro de este nivel de aproximación, se supone que los pasos restantes no producen cambios importantes sobre las concentraciones calculadas. Ello permite usar los valores de estas últimas en las expresiones de las constantes de equilibrio sucesivas y así obtener las concentraciones de las especies restantes. Este nivel deaproximación es posible cuando las constantes de equilibrio de los pasos sucesivos difieren considerablemente. En todo caso, siempre es conveniente verificar que las aproximaciones usadas son válidas. Graficando la concentración de todas las especies en función del pH se consigue establecer cuáles son importantes a medida que el pH varía.
Ácidos polipróticos: son los que pueden donar más de 1 protón.Ejemplos: H3PO4, H2SO4, H2CO3, H2SO3.
Primera disociación:
H2SO4 H+ + HSO4- Ka1 = ∞
Base conjugada
Segunda disociación:
HSO4- H+ + SO42- K 2 = [H+] [SO4-2]
[HSO4-]Muchos ácidos y muchas bases son polifuncionales; es decir, tienen más de un protón o un ion hidróxido ionizable. Estas sustancias se ionizan por etapas, y para cada uno de ellos se puede escribir una constante de equilibrio. Considérese, por ejemplo, la ionización del acido fosfórico:

H3PO4 H+ + H2PO4- Ka1= 1.1X10-2= [H+] [H2PO4-][H3PO4]

H2PO4- H+ + HPO42- Ka2= 7.5X10-8= [H+] [HPO42-]
[H2PO4-]

HPO42- H+ + PO43- Ka3= 4.8X10-13= [H+] [PO43-]
[HPO42-]

Recuérdese que la ionización total es la suma deestos pasos individuales, y la constante de ionización total es el producto de las constantes individuales de ionización:

H3PO4 3H+ + PO43-

Ka= Ka1Ka2Ka3= 4.0X10-22= [H+] [PO43-]
[H3PO4]

Los valores individuales de pKa son 1.96, 7.12 y 12.32, respectivamente. Para hacer cálculos precisos de pH, se deben tomar en cuenta lascontribuciones de protones de cada etapa de ionización. El cálculo exacto es difícil y requiere un tedioso procedimiento iterativo ya que no se conoce [H+] ni las diversas especies de acido fosfórico.
En la mayor parte de los casos se pueden hacer aproximaciones de manera que cada etapa de ionización se pueda considerar individualmente. Si la diferencia entre constantes sucesivas de ionización espor lo menos 104, cada protón se puede diferenciar en una titulación; es decir, cada uno se titula separadamente para dar cambios en la curva de titulación de pH (si una constante de ionización es menor que alrededor de 10-8, la ionización resulta demasiado pequeña para que aparezca un cambio sensible en la curva de titulación de pH; este es el caso del tercer protón para el H3Po4). Bajo estas...