a) zlewka 1 - równanie reakcji uzasadniającej kwasowy odczyn roztworu:

$\mathrm{HSO}{}_4{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{SO}{}_4{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

b) zlewka 2 - równanie reakcji uzasadniającej teoretyczny zasadowy odczyn roztworu

$\mathrm{HSO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{OH}{}^{-}$

 

Uwaga! 

Zadanie jest merytorycznie błędne ponieważ roztwór KHSO₃ nigdy nie przyjmie zasadowego odczynu, niezależnie od jego stężenia.

 

---

Wyjaśnienie:

Jony K⁺ pochodzą od mocnego elektrolitu KOH, który w wodzie dysocjuje w 100%, więc nie ulegają one reakcji hydrolizy.

W roztworze, w którym się znajdują się aniony HSO₃^- zachodzą dwa konkurencyjne procesy. Jest on sprzężony z zasadą SO₄^2- więc może ulegać dysocjacji kwasowej:

$\mathrm{HSO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{SO}{}_3{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}\left({\mathrm{K}}_{a2}=6,31\cdot 10^{-8}\right)$

Jest on również sprzężony z kwasem H₂SO₃ (może dysocjować zasadowo):

$\mathrm{HSO}{}_3{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{OH}{}^{-}\left({\mathrm{K}}_{b1}=7,09\cdot 10^{-13}\right)$

Aby wyznaczyć Kb₁ odczytujemy z tablic stałą dysocjacji pierwszego etapu dysocjacji kwasu H₂SO₃ (Ka₁ = 1,41⋅10^-2) i korzystamy z zależności:

${\mathrm{K}}_a\cdot {\mathrm{K}}_b=10^{-14}\Rightarrow {\mathrm{K}}_b=\frac{10^{-14}}{{\mathrm{K}}_a}$

${\mathrm{K}}_{b1}=\frac{10^{-14}}{1,41\cdot 10^{-2}}$

${\mathrm{K}}_{b1}\approx 7,09\cdot 10^{-13}$

Zauważamy, że stała dysocjacji kwasowej jest kilka rzędów wielkości większa od stałej dysocjacji zasadowej. Dominujący jest więc proces, w którym powstają dodatkowej jony H₃O⁺ przez co roztwór wodorosoli KHSO₃ będzie wykazywał odczyn kwasowy.

Pierwszy etap dysocjacji kwasu siarkowego(VI) zachodzi niemal w 100%, przez co dysocjacja zasadowa jonu HSO₄^- nie zachodzi praktycznie wcale (im silniejszy jest kwas tym słabsza jest sprzężona z nim zasada) - roztwór zawierający te jony będzie więc kwasowy za sprawą jego dysocjacji kwasowej (równanie reakcji w podpunkcie a).