Considere
a forma intermediária de um ácido diprótico. O
para essa espécie é
e o
é
. Todavia, as reações de
e de
ocorrem quase na mesma extensão quando NaHA é dissolvido em água. Explique.
Passo 1
Temos a espécie anfiprótica
, que pode tanto doar próton (reação ácida) quanto aceitá-lo (reação básica). São dadas
Pergunta-se por que, ao dissolver NaHA em água, as duas reações ocorrem com extensão quase igual, apesar de
ser
vezes maior que
.
Passo 2
Escrevamos as duas reações e introduzamos as extents
e
a partir da concentração inicial
de
:
(i) reação ácida
(i) reação ácida
avanço
, de modo que em equilíbrio
onde
(água pura).
(ii) reação básica
(ii) reação básica
avanço
, de modo que
com
.
Passo 3
As constantes de equilíbrio impõem
Além disso, vale sempre
Multiplicando as duas expressões de
e
obtemos
Passo 4
Como
e
são muito menores que os avanços
e
para concentrações usuais de sal (por exemplo,
–
M), fazemos a aproximação
e
. Então
Mas para uma espécie anfiprótica bem comportada (isto é, quando
), temos
de modo que
Para concentrações
, o termo
e segue
Se além disso
exato, então
e obtemos
Resposta
Mesmo que numericamente
seja muito maior que
, o fato de
ser anfiprótico faz com que as duas reações fiquem acopladas pela autoprotólise da água
. No equilíbrio, a alta produção de
pela reação ácida inibe nova dissociação e, analogamente, a geração de
pela reação básica é contra-balanceada até que os avanços
(dissociação) e
(hidrólise) se igualem. Por isso ambas ocorrem com extensão quase idêntica.