Asam poliprotik

Asam poliprotik (bahasa Inggris: polyprotic acid, juga dikenal sebagai polybasic acid, "asam polibasik") adalah senyawa asam yang mampu menyumbangkan lebih dari satu proton dari setiap molekul asam, dibandingkan asam monoprotik, yang hanya dapat menyumbangkan satu proton per molekul.^[1] Jenis-jenis khusus asam poliprotik mempunyai nama-nama spesifik, misalnya:

• asam diprotik, dengan dua proton yang dapat didonasikan
• asam triprotik, dengan tiga proton yang dapat didonasikan

Asam diprotik (dilambangkan sebagai H₂A) dapat mengalami satu atau dua disosiasi bergantung kepada pH. Setiap disosiasi mempunyai konstanta disosiasi sendiri, K_a1 dan K_a2.

H₂A_(aq) + H₂O_(l) H₃O⁺_(aq) + HA⁻_(aq)       K_a1

HA⁻_(aq) + H₂O_(l) H₃O⁺_(aq) + A²⁻_(aq)       K_a2

Konstanta disosiasi pertama umumnya lebih besar dari yang kedua, yakni K_a1 > K_a2.

Contoh asam diprotik kuat adalah asam sulfat (H₂SO₄) yang dapat menyumbangkan satu proton untuk membentuk anion bisulfat (HSO₄⁻), di mana K_a1 sangat besar nilainya; kemudian dapat menyumbangkan proton kedua untuk membentuk anion sulfat (SO₄^2-), di mana K_a2 bernilai sedang. K_a1 yang tinggi nilainya untuk disosiasi pertama membuat asam sulfat adalah asam yang kuat.

Ion "hidrogen sulfat" bersifat amfoter, yang berarti bahwa basa dalam reaksi pertama (dengan asam konjugat  H₂SO₄) dan asam dalam reaksi kedua (dengan basa konjugat SO₄^- ). Dalam ionisasi yang pertama, H₂SO₄ adalah asam kuat, tetapi hasil ionisasinya (HSO₄^-) sendiri hanyalah asam lemah.  H₃O⁺ yang dihasilkan dalam larutan H₂SO₄ terutama berasal dari Ionisasi yang pertama, dan larutan mempunyai pH yang mendekati pH asam kuat monoprotik  dengan konsentrasi yang sama. Namun demikian, bila larutan ini bereaksi dengan konsentrasi yang sama, karena setiap mol asam sulfat dapat bereaksi  dan menetralisasi dua mol ion hidroksida.^[2]

Asam diprotik lemah terionisasi dalam dua tahap. Contohnya adalah asam karbonat yang lemah dan tidak stabil (H₂CO₃), yang terbentuk dari CO₂ yang tersolvatasi (air karbonasi). Pada tahap pertama asam ini dapat kehilangan satu proton untuk membentuk anion bikarbonat (HCO₃⁻) dan kemudian kehilangan proton kedua untuk membentuk anion karbonat (CO₃^2-). Kedua K_a nilainya kecil, tetapi K_a1 > K_a2.

Asam triprotik (H₃A) dapat mengalami satu, dua atau tiga disosiasi dan memiliki tiga konstanta disosiasi, di mana K_a1 > K_a2 > K_a3.

H₃A_(aq) + H₂O_(l) H₃O⁺_(aq) + H₂A⁻_(aq)         K_a1

H₂A⁻_(aq) + H₂O_(l) H₃O⁺_(aq) + HA²⁻_(aq)       K_a2

HA²⁻_(aq) + H₂O_(l) H₃O⁺_(aq) + A³⁻_(aq)         K_a3

Perhitungan keseimbangan simultan yang lebih tepat mungkin akan rumit. Perhitungan ini dapat disederhanakan bila konsentrasi asam awal tidak terlalu kecil dan tetapan ionisasi K_a1 dan K_a2 sangat berbeda dalam besarannya (dengan faktor 100 atau lebih). Kondisi terakhir hampir selalu dipenuhi. Di bawah kondisi tersebut, kedua kesetimbangan dapat diperlukan secara bertahap.

Untuk asam tripotrik seperti H₃PO₄, konsentrasi basa (PO₄^3-) yang dihasilkan dari ionisasi ketiga dapat dihitung dengan cara yang sama.^[2]