Hur skulle man räkna på jämvikter som påverkar varandra?
Låt säga att man har en lösning med en tvåprotonig syra H2A som protolyseras så långt i båda sina protolyssteg att protolysen inte är försumbar. Då sker det två jämviktsreaktioner i systemet:
H2A + H2O ⇌ HA- + H3O+
HA- + H2O ⇌ A- + H3O+
Varje gång den övre jämviktsreaktionen sker åt något håll kommer den undre jämvikten att förskjutas åt något håll, för då "rubbas" balansen. Och varje gång den undre jämviktsreaktionen går åt något håll kommer den övre jämvikten förskjutas åt något håll. Så jämvikterna påverkar ständigt varandra.
Hur ska man räkna på detta?
Det blir ett ekvationssystem. Du har okända koncentrationer av fyra species (räknar bort vatten). Alltså behövs fyra oberoende ekvationer för att få ett lösbart system. Två ekvationer är jämviktsekvationer, en för vardera reaktion. Troligen känner du till totalhalten av syran. Då kan du utnyttja att du vet vad koncentrationerna av H2A, HA- och A2- summerar till.
När det gäller syror och baser kan man även ställa upp något som kallas protonvillkor. Då utgår man från alla ämnen med syrabasegenskaper man har blandat i lösningen (även vatten) och konstaterar att det måste bildas lika mycket av ämnet som har tappat en proton som det bildas av ämnet som tar upp en proton. Man brukar skriva det i tabellform
+H+ | Nollpunkt | -H+ |
H3O+ |
H2O |
OH- |
H2A | HA-, 2A2- |
Detta summeras till [H3O+] = [OH-] + [HA-] + 2[A2-]. Här får vi då in ett femte species, men eftersom det här är en syralösning kan vi anta att [OH-] är försumbar och skriva om ekvationen till [H3O+] = [HA-] + 2[A2-]. Vill man inte göra det kan man lägga till en femte ekvation i form av jämviktsekvationen för vattens autoprotolys. Om du har svårt att greppa protonvillkor så kan du se det som en sorts laddningsbalans.
Nu har du fyra olika ekvationer så du kan bestämma alla koncentrationer. Ska man lösa mer komplicerade system är det nästan omöjligt att göra för hand, utan då måste man använda en programvara på datorn.