Ketika kita berbicara tentang amfolit , kita mengacu pada molekul yang bertindak sebagai amfoter , yaitu mengandung atau bertindak sebagai asam dan basa. Amfolit dapat eksis sebagai ion zwitterionik dalam rentang pH yang bergantung . Jadi, beberapa zat dapat bertindak sebagai asam ketika mereka melepaskan proton, atau sebagai basa, ketika mereka menerimanya. Oleh karena itu amfolit berperilaku analog dengan molekul air. Ion lain, seperti bikarbonat, bifosfat, dll., juga merupakan elektrolit dalam kelas ini.
Misalnya, natrium bikarbonat, ketika dilarutkan dalam air, terdisosiasi sempurna dalam bentuk ion bikarbonat dan natrium, mengikuti reaksi:
NaHCO3 → HCO3 ^ – + Na ^ +
Spesies HCO3 ^ – berpartisipasi dalam dua kesetimbangan yang berbeda, di mana salah satunya bertindak sebagai asam, dengan berdisosiasi mengikuti reaksi:
HCO3 ^ – H ^ + + CO3 ^ 2-
Dan di lain, ia bertindak sebagai basa, bereaksi dengan proton:
HCO3 ^ – + H ^ + H2CO3
Dengan demikian, keseimbangan global akan menjadi sebagai berikut:
2HCO3 ^ – H2CO3 + CO3 ^ 2-
Kesetimbangan ini dikenal sebagai reaksi dismutasi, karena satu spesies berubah menjadi dua.
Penting untuk memperhitungkan sifat amfolit natrium bikarbonat atau garam serupa lainnya, untuk menghitung pH berbagai larutan di mana ia berpartisipasi.
Kita dapat menggeneralisasi perhitungan untuk pH amfolit HA ^ -, yang berasal dari pelarutan garam NaHA, dengan konsentrasi C, dalam larutan berair; dengan demikian kita akan memiliki keseimbangan kimia berikut:
HA ^ – H ^ + A ^ 2-
Ka2 = [H ^ +] [A ^ 2-] / [HA ^ -]
1.- → [A ^ 2-] = Ka2 [HA ^ -] / [H ^ +]
HA ^ – + H ^ + H2A; 1 / Ka1 = [H2A] / [HA ^ -] [H ^ +]
2.- → [H2A] = [HA ^] [H ^ +] / Ka1
2 H2O H3O ^ + OH ^ -; Kw = [H3O ^ +] [OH ^ -]
Kita dapat mengamati bahwa konstanta kesetimbangan pertama sama dengan Ka2, sedangkan konstanta yang kedua sama dengan kebalikan dari Ka1 asam H2A.
Keseimbangan yang akan dibuat dari massa adalah sebagai berikut:
C a = [H2A] + [HA ^ -] + [A ^ 2-]
Saat menyeimbangkan muatan, kita harus memperhitungkan bahwa HA ^ -, berasal dari garam, khususnya NaHA, oleh karena itu, kita harus memperhitungkan keberadaan kation natrium. Nilai konsentrasi ion natrium bertepatan dengan konsentrasi a, karena dalam larutan garam NaHA, ia terdisosiasi sepenuhnya:
[Na ^ +] + [H ^ +] = 2 [A ^ 2-] + [HA ^ -] + [OH ^ -]
Sebagai perbedaan antara keseimbangan muatan, dan keseimbangan massa, kita dapat mencapai apa yang dikenal sebagai keseimbangan proton atau juga, kondisi proton:
[H ^ +] = [A ^ 2-] – [H2A] + [OH ^ -]
Keseimbangan proton dapat diperoleh langsung dari kesetimbangan. Dalam kesetimbangan 1 yang disebutkan sebelumnya, kita dapat melihat sebanyak mol per liter potron, sebagai mol per liter A ^ 2-, dalam kesetimbangan 2, sebanyak mol per liter proton digunakan sebagai mol per liter H2A yang telah terbentuk, dan dalam kasus kesetimbangan 3, ketika kesetimbangan bergeser ke kanan, hidroksil (+ [OH ^ -]) akan terbentuk sebanyak mol per liter proton . Jika kita mempelajari himpunan tiga kesetimbangan, konsentrasi proton yang dihasilkan, kita dapat menyatakannya secara matematis.
Menggunakan Ka1 dan Ka2, dan tergantung pada konsentrasi HA ^ -, ekspresi kondisi proton berubah dalam:
[H ^ +] = Ka2 [HA ^ -] / [H ^ +] – [HA ^ -] [H ^ +] / Ka1 + Kw / [H ^ +]
Ka1 [H ^ +] ^ 2 = Ka1. Ka2 [HA ^ -] – [HA ^ -] [H ^ +] ^ 2 + Ka1 K w
[Ka1 + [HA ^ -]] [H ^ +] ^ 2 = Ka1 Ka2 [HA ^ -] + Ka1 Kw
[H ^ +] = (Ka1 Ka2 Ca + Ka1 Kw) / (Ka1 + Ca)
Jika [HA ^ -] Ca tidak terpenuhi, jalan lain harus ditempuh untuk menyelesaikan sistem tersebut.
Jenis aproksimasi lain yang dapat dibuat misalnya; Ca >> Ka1 dan Ka1Ka2Ca >> Ka1Kw; dengan mana ekspresi akan direduksi menjadi:
[H ^ +] = Ka1 Ka2, atau juga pH = (pKa1 + pKa2)
Pendekatan yang disebutkan di atas tidak terpenuhi dalam kasus larutan encer.
Konstanta dismutasi yang dimiliki amfolit adalah hasil bagi dari konstanta disosiasi:
2 HA H2A + A ^ 2 ^ –
K = [H2A] [A ^ 2-] / [HA ^ -] ^ 2 = Ka2 / Ka1