Ácido diprótico: definición, fórmula y ejemplos

Poliprótico y Diprótico

¿Cuál es tu bocadillo favorito? ¿Galletas? Imagina que existe una máquina diseñada para darte una cookie cada vez que la enciendes. Llamémoslo una máquina de galletas. Ahora imagina una máquina similar que está diseñada para darte no solo una, sino varias cookies cuando está activada. A este lo llamaremos PolyCookie Machine. Puede parecer un nombre extraño para nuestro invento inventado, pero en química, es casi exactamente el tipo de terminología que usamos para clasificar ciertos tipos de ácidos. Los ácidos, en lugar de regalar galletas, regalan protones.

Un protón es un átomo de hidrógeno cargado positivamente, mientras que un ácido es un compuesto que libera un protón. Los ácidos que pueden liberar más de un protón se conocen como ácidos polipróticos . Tomemos un momento para analizar ese término: la raíz ‘-prot-‘ se deriva de la palabra ‘protón’, y el prefijo ‘poli-‘ en griego significa ‘muchos’. Por lo tanto, los ácidos polipróticos tienen, lo adivinó, ¡muchos protones!

Un tipo particular de ácido poliprótico es el ácido diprótico . Si desglosamos el término ‘diprótico’ de la misma manera que antes, el prefijo ‘-di’ es griego para ‘dos’. Por lo tanto, tal como sugiere el prefijo, los ácidos dipróticos tienen dos protones para donar . El ácido sulfúrico (Hsub2SOsub4), el sulfuro de hidrógeno (Hsub2S), el ácido carbónico (Hsub2COsub3), el ácido crómico (Hsub2CrOsub4) y el ácido oxálico (Hsub2Csub2Osub4) son todos ejemplos de ácidos dipróticos.

Disociación escalonada

Si bien cada uno de los ácidos enumerados anteriormente tiene dos protones disponibles, NO los liberarán a ambos al mismo tiempo. En cambio, cuando los ácidos dipróticos se disocian en una solución acuosa o reaccionan con una base, ceden un protón a la vez en lo que se llama una disociación escalonada .

Para obtener una mejor comprensión de la disociación escalonada, podemos estudiar el mecanismo del ácido carbónico (Hsub2COsub3) en solución acuosa. Después de que Hsub2COsub3 dona un protón, se convierte en HCOsub3 ^ – (Ecuación 1). Mientras que HCOsub3 ^ – es el producto de Hsub2COsub3 en la primera disociación, pasa a actuar como reactivo en el segundo paso. En la segunda disociación, el ácido HCOsub3 ^ – libera el segundo protón y se convierte en COsub3 ^ 2- (Ecuación 2).

Fortalezas relativas

Sé lo que estás diciendo: cuando la máquina PolyCookie dispensa una segunda galleta, ¿es tan buena como la primera? Mejor aún, cuando un ácido produce un segundo protón, ¿es tan ácido como el primero?

Bueno, para la disociación escalonada de ácidos polipróticos, cada liberación de protón se considera una reacción separada y, por lo tanto, alcanza su propio equilibrio y tiene su propia constante de equilibrio ácido, Ksuba. El valor de Ksuba para una reacción se determina experimentalmente y nos proporciona una idea general sobre la fuerza del ácido que reacciona.

Observe que la Ksuba de la reacción del primer paso en la Ecuación 1 es mayor que la Ksuba de la reacción del segundo paso en la Ecuación 2. Esto nos dice que el ácido que reacciona en el paso uno (Hsub2COsub3) es significativamente más fuerte que el ácido que reacciona en el paso dos (HCOsub3 ^ -), que es característico de todos los ácidos dipróticos. De hecho, para cualquier ácido diprótico o poliprótico típico, el ácido involucrado en cada paso sucesivo de la disociación será más débil que el ácido en el paso anterior. Dado que los ácidos más fuertes son mejores donantes de protones, podemos concluir que el primer protón en un ácido diprótico se disocia más fácilmente que el segundo.

Resumen de la lección

Un protón es un átomo de hidrógeno cargado positivamente, mientras que un ácido es un compuesto que libera un protón. Los ácidos que pueden liberar más de un protón se conocen como ácidos polipróticos . Los ácidos dipróticos tienen la capacidad de suministrar exactamente dos protones, y lo hacen de manera escalonada. El primer paso de la disociación produce una base conjugada que pasa a actuar como un ácido más débil en el segundo paso.