Силата на киселината се определя от число, наречено константа на равновесие на киселинната дисоциация. Сярната киселина е силна киселина, докато фосфорната киселина е слаба киселина. От своя страна силата на киселината може да определи начина, по който се извършва титруване. Силните киселини могат да се използват за титруване на слаба или силна основа. Слабата киселина, от друга страна, почти винаги ще бъде аналитът или нещото, което се титрува.
Полипротни киселини
Полипротоновата киселина има повече от един водороден йон, който може да дари в разтвор. С увеличаването на донорството на водородни йони рН на разтвора намалява; той става по-кисел. Например, химичната формула за сярна киселина е H2SO4. Той е дипротичен; има два водородни йона, които може да отдели за разтвор. Химичната формула на фосфорната киселина е H3PO4. Това е трипротично; има три водородни йона, които може да отдели за разтвор. Това обаче не определя дали всички тези водородни йони ще се дисоциират в разтвор. Вместо това трябва да вземете предвид константата за равновесие на киселинната дисоциация.
Константи на равновесие и дисоциация
Константата за равновесие на киселинната дисоциация изразява съотношението на дисоциираните йони към недисоциираното съединение в киселината в равновесие. Както сярната, така и фосфорната киселина имат множество равновесни константи, съответстващи на всеки от водородните йони, които могат да се дисоциират. Киселините с големи константи на равновесие са силни киселини. Сярната киселина има първа равновесна константа от 1,0 х 10 ^ 3, което я прави силна киселина. Киселините с малки равновесни константи няма да се дисоциират лесно. Фосфорната киселина има първа равновесна константа от 7,1 х 10 ^ -3, което я прави слаба киселина.
Сярна киселина при титруване
Тъй като сярната киселина е силна киселина, тя може да поеме много роли в титруването. Можете да използвате сярна киселина, за да титрирате слаба или силна основа. Сярната киселина може също да се титрува от силна основа. Всички титрувания включват поне една точка на еквивалентност, където разтворът на реакцията съдържа само вода и солта, произведена от киселината и основата. Ако сярна киселина се използва за титруване на силна основа или се титрува с една, двата разтвора ще се дисоциират напълно и точката на еквивалентност ще има неутрално рН от седем. Ако използвате сярна киселина за титруване на слаба основа, точката на еквивалентност ще съдържа слаба киселина, останала от слабата основа. Следователно при такова титруване рН ще бъде по-ниско от седем.
Фосфорна киселина при титруване
Тъй като фосфорната киселина е слаба киселина, тя обикновено се използва само като аналит. Фосфорната киселина може да бъде слабата киселина при слабо титрация на силна основа. Когато титруването достигне първата точка на еквивалентност, разтворът ще съдържа конюгираната основа H2PO4-. Това ще даде рН на разтвора по-голямо от седем в тази точка на еквивалентност.
Сила, концентрация и pH
РН на разтвора е мярка за концентрацията на йони H3O + в този разтвор. Следователно силата на киселината само частично определя нейното pH. Ако разтвор на силна киселина има същата моларна концентрация като разтвор на слаба киселина, той ще има по-ниско рН. Ако обаче разредите и двата разтвора, рН ще достигне седем. Това се дължи на факта, че добавянето на вода намалява общата концентрация на H3O + йони.