Dysocjacja wielostopniowa
Kwasy wieloprotonowe dysocjują wielostopniowo. Przykładem może być kwas ortofosforowy(V), którego dysocjacja zachodzi trójstopniowo:
Dla każdego etapu dysocjacji wartość stałej dysocjacji jest inna:
\( K_1 =\frac {[\ce{H^+}][\ce{H_2PO_4^-}]}{[\ce{H_3PO_4}]} = 2,3 · 10^{-2} \)
\( K_2 =\frac {[\ce{H^+}][\ce{HPO_4^{2-}}]}{[\ce{H_2PO4^-}]} = 1,6 · 10^{-7} \)
\( K_3 =\frac {[\ce{H^+][PO_4^{3-}}]}{[\ce{HPO_4^{2-}}]} = 1,4 · 10^{-12} \)
Stała dysocjacji całkowitej \( \ce{K_{H_3PO_4}} \), równa się iloczynowi stałych dysocjacji wszystkich etapów:
\( K_{\ce{H_3PO_4}} =\frac {[\ce{H^+}]^3[\ce{PO_4^{3-}}]}{[\ce{H_3PO_4}]} = K_1· K_2· K_3 = (2,3 · 10^{-2}) · (1,6 · 10^{-7}) · (1,4 · 10^{-12}) = 5,1 · 10^{-21} \)
Pierwsza stała dysocjacji \( K_1 \) odpowiada odszczepieniu pierwszego jonu wodorowego (protonu) i jest zawsze największa. W kolejnych stopniach dysocjacji jony wodorowe odszczepiają się od jonów ujemnych i dlatego mają mniejsze wartości. Zatem w roztworze kwasu ortofosforowego(V) znajdują się niezdysocjowane cząsteczki \( \ce{H_3PO_4} \), jony \( \ce{H^+} \), jony \( \ce{H_2PO4^-} \) (najliczniejsze), jony \( \ce{HPO_4^{2-}} \) i jony \( \ce{PO_4^{3-}} \) (najmniej liczne).
Podobnie kwas siarkowy(VI) ulega dysocjacji stopniowej, jest on kwasem mocnym więc jest całkowicie zdysocjowany na jony:
W związku z tym w roztworze kwasu znajdują się jony \( \ce{H^+} \), \( \ce{HSO_4^-} \) i \( \ce{SO_4^{2-}} \).
Również zasady wielowodorotlenowe (wielokwasowe) dysocjują stopniowo. W pierwszym etapie odszczepia się jedna grupa wodorotlenowa, w kolejnym następna. Dla zasady wapniowej \( \ce{Ca(OH)_2} \) dysocjacja przebiega następująco:
Dla każdego z tych etapów można wyznaczyć stałą dysocjacji. Zawsze stała dysocjacji etapu pierwszego jest większa od stałej dysocjacji etapu drugiego \( K_1 > K_2 \).
Sole dysocjują jednostopniowo z wyjątkiem wodorosoli, które również ulegają dysocjacji stopniowej:
Zatem, w roztworze \( \ce{NaH_2PO_4} \) znajduja się jony: \( \ce{H^+} \), \( \ce{Na^+} \), \( \ce{H_2PO_4^-} \), \( \ce{HPO_4^{2-}} \), \( \ce{PO_4^{3-}} \).