Mikä on kaksiemäksinen happo?

Happo-emäskemiassa kaksiemäksinen happo on sellainen, joka voi tuottaa kaksi positiivisesti varautunutta vetyionia tai protonia, kun se reagoi emäksen kanssa. Nykyaikaisempi termi tämän tyyppiselle hapolle on diproottinen happo. Happo ja emäs normaalisti reagoivat muodostaen suolan ja veden. Vesi syntyy positiivisesti varautuneesta vetyionista haposta, joka reagoi emäksen negatiivisesti varautuneen hydroksidi-ionin kanssa: H + + OH- → H2O. Kaksiemäksisessä happomolekyylissä on kaksi vetyatomia, jotka voivat reagoida, ja siten voidaan muodostaa kahdenlaisia ​​suoloja, joista yksi on vetyatomia sisältävä happosuola.

Happo, joka voi tuottaa vain yhden protonin, tunnetaan monoproottisena tai yksiemäksisenä happona. Esimerkkejä ovat suolahappo (HCl) ja typpihappo (HNO3). On olemassa myös polyprotoottisia happoja, jotka voivat tuottaa enemmän kuin kaksi protonia – esimerkiksi fosforihappo H3PO4, joka on triproottinen. Happomolekyylin vetyatomien lukumäärän ja hapon vahvuuden välillä ei ole yhteyttä – tämä riippuu siitä, missä määrin molekyylin vety jakautuu liuoksessa vetyioneiksi. Happo, jossa on yksi vetyatomi ja joka halkeaa helposti, on vahvempi kuin happo, jossa on kaksi vetyatomia, jotka eivät hajoa; esimerkiksi suolahappo (HCl) – yksiemäksinen happo – on paljon vahvempi happo kuin kaksiemäksinen hiilihappo (H2CO3).

Termit yksiemäksinen ja kaksiemäksinen käytetään harvoin happoja nykyään, mutta vanhemmat kemian oppikirjat voivat käyttää niitä. Hapot kuvataan nyt yleensä monoproottisina, diproottisina, triproottisina ja niin edelleen. Termi kaksiemäksinen voidaan edelleen nähdä emästen yhteydessä, esimerkiksi kalsiumhydroksidi (Ca (OH) 2) voidaan kuvata kaksiemäksiseksi, koska sillä on kaksi hydroksidiryhmää, jotka voivat yhdistyä hapon H+ -ionin kanssa veden muodostamiseksi.

Rikkihappo, yksi tunnetuimmista ja yleisimmin käytetyistä hapoista, on hyvä esimerkki kaksiemäksisestä haposta. Se voi muodostaa kahdenlaisia ​​suoloja, joita kutsutaan sulfaateiksi ja vetysulfaateiksi, joita joskus kutsutaan bisulfaateiksi. Hiilihappo on toinen yleinen kaksiemäksinen happo, joka voi samoin muodostaa karbonaatteja ja vetykarbonaatteja. Jälkimmäisiä kutsutaan usein bikarbonaateiksi; natriumbikarbonaatti tai ruokasooda on tunnetuin näistä. Nämä happosuolat voivat olla happamia, kuten natriumvetysulfaatissa, tai emäksisiä, kuten natriumvetykarbonaatissa; termi osoittaa yksinkertaisesti, että suola sisältää vetyatomia, joka on peräisin haposta.

Kaikki happomolekyylin vetyatomit eivät välttämättä ole käytettävissä H+ -ionien muodostamiseksi ja emästen kanssa reagoimiseksi. Näin ollen ei ole mahdollista kertoa, onko happo monoproottinen, diproottinen vai polyprotoottinen yksinkertaisesti laskemalla molekyylin vetyatomeja. Tämä pätee erityisesti orgaanisiin happoihin, joilla voi olla suhteellisen monimutkaisia ​​rakenteita, jotka sisältävät vetyä muissa rooleissa. Esimerkki on viinihappo (C4H6O6). Molekyylissä on kuusi vetyatomia, mutta se on rakennettu niin, että vain kaksi niistä voi hajota vetyioneiksi liuoksessa; siksi se on kaksiemäksinen happo.