Hitunglah konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan asam lemah H2CO3 0,1 M; jika diketahui Ka1 = 4,2 x 10-7 dan Ka2 = 4,8 x 10-11

Jawaban yang benar adalah [H₂CO₃] = 10⁻¹ M; [H⁺] = [HCO₃⁻ ] = 2,05×10⁻⁴ M; dan [CO₃²⁻] = 9,92×10⁻⁸ M. Asam lemah polivalen memiliki jumlah H lebih dari satu dalam molekulnya. Ionisasi asam lemah polivalen berlangsung secara bertingkat yaitu ionisasi tahap 1, ionisasi tahap 2 dan seterusnya sesuai harga Ka nya. H₂CO₃ merupakan contoh asam divalen yang terionisasi secara 2 tahap sebagai berikut. Tahap-1: H₂CO₃ ⇌H⁺ + HCO₃⁻ Kₐ₁ = 4,2×10⁻⁷ Tahap-2: HCO₃⁻⇌H⁺ + CO₃²⁻ Kₐ₂ = 4,8×10⁻¹¹ Penentuan konsentrasi H⁺ dari tiap tahap dapat kita cari berdasarkan rumus H⁺ asam lemah. Tahap-1: [H⁺] = √ Kₐ₁.[H₂CO₃] = √(4,2×10⁻⁷×0,1) = 2,05×10⁻⁴ M [HCO₃⁻ ] akan sama dengan [H⁺] tahap-1 sesuai perbandingan koefisien yang sama yaitu 2,05×10⁻⁴ M. Berdasarkan hal tersebut maka [H⁺] tahap-2 dapat kita hitung juga. Tahap-2: [H⁺] = √Kₐ₂.[HCO₃⁻ ] =√(4,8×10⁻¹¹×2,05×10⁻⁴) = 9,92×10⁻⁸ M Koefisien CO₃²⁻ sama dengan koefisien H⁺ pada tahap-2 sehingga konsentrasinya juga sama sebesar 9,92×10⁻⁸ M. Data konsentrasi masing-masing spesi dalam H₂CO₃ 0,1 M sebagai berikut. 1) [H₂CO₃] = 10⁻¹ M 2) [H⁺] = [H⁺] tahap-1 + [H⁺] tahap-2 = 2,05×10⁻⁴ M + 9,92×10⁻⁸ M = 2,05×10⁻⁴ M (konsentrasi [H⁺] tahap-2 sangat kecil jadi dapat diabaikan) 3) [HCO₃⁻ ] = 2,05×10⁻⁴ M 4) [CO₃²⁻] = 9,92×10⁻⁸ M Dengan demikian, konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan asam karbonat 0,1 M adalah [H₂CO₃] = 10⁻¹ M; [H⁺] = 2,05×10⁻⁴ M; [HCO₃⁻ ] = 2,05×10⁻⁴ M; dan [CO₃²⁻] = 9,92×10⁻⁸ M.