Los Ácidos Polipróticos son ácidos que en una disolución acuosa donan 3 o más protones H+ por cada molécula. Estos ácidos pueden ser tanto ácidos orgánicos como ácidos inorgánicos.
El ácido fosfórico H3PO4 es un ejemplo de ácido poliprótico ya que en disolución cada molécula dona 3 protones H+ en tres etapas:
1ª Etapa: H3PO4 → H+ + H2PO4– 2ª Etapa: H2PO4– → H+ + HPO4-2 3ª Etapa: HPO4-2 → H+ + PO43- Por otra parte, los Ácidos Monopróticos son aquellos que en disolución acuosa donan solo un protón (como el HCl) y los Ácidos Dipróticos a los que donan 2 protones (como el H2SO4).
Constantes de Ionización de los Ácidos Polipróticos Ka1, Ka2 y Ka3:
Como vimos arriba, los Ácidos Polipróticos se pueden disociar en varias etapas (primera, segunda,…. ionizaciones) por lo que existirán varias constantes de ionización Ka, Ka2, Ka3… Para el caso del Ácido Fosfórico:
1ª ionización (H3PO4 → H+ + H2PO4–) Ka1 = | [H+] [H2PO4–] | · |
[H3PO4 ]. |
2ª ionización (H2PO4– → H+ + HPO42-) Ka2 = | [H+] [HPO42–] | · |
[H2PO4–]. |
3ª ionización (HPO4-2 → H+ + PO43–) Ka3 = | [H+] [PO43–] | · |
[HPO42–]. |
En los ácidos Polipróticos Ka1 > Ka2 > Ka3…
Ejercicio 1: calcular las concentraciones de [H+], [H2PO4–], [HPO42–], [PO43–], en una disolución 0,05 M de H3PO4. Datos: Ka1 = 7,1 · 10-3, Ka2 = 6,3 · 10-8 y Ka3 = 4,5 · 10-13.
Se supone que la práctica totalidad del H+ proviene de la primera ionización. Entonces, en la primera ionización el equilibrio de concentraciones es el siguiente:
H3PO4 | ↔ | H+ | + | H2PO4– | |
| x | x |
Ka1 = | [H+] [H2PO4–] | = | x2 | = 7,1 · 10-3 |
[H3PO4 ] . | 0,05 – x . |
Suponemos que x es despreciable frente a 0,05 por lo que x2 / 0,05 = 7,1 · 10-3 → x = [H+] = [H2PO4–] = 0,02
Para la segunda ionización:
Ka2 = | [H+] [HPO42–] | = | 0,02 · [HPO42–] | = 6,3 · 10-8 |
[H2PO4–] . | 0,02 . |
Por lo tanto [HPO42–] = 6,3 · 10-8
Para la tercera ionización:
Ka3 = | [H+] [PO43–] | = | 0,02 · [PO43–] | = 4,5 · 10-13 |
[HPO42–] . | 6,3 · 10-8 . |
Por lo tanto [PO43–] = 5 · 10-19
Los ácidos se pueden clasificar según diferentes criterios expuestos a continuación.
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