La fuerza de un ácido está determinada por un número llamado constante de equilibrio de disociación ácido. El ácido sulfúrico es un ácido fuerte, mientras que el ácido fosfórico es un ácido débil. A su vez, la fuerza de un ácido puede determinar la forma en que ocurre una titulación. Se pueden usar ácidos fuertes para valorar una base débil o fuerte. Un ácido débil, por otro lado, casi siempre será el analito o la cosa que se titula.
Ácidos polipróticos
Un ácido poliprótico tiene más de un ión de hidrógeno que puede donar a una solución. A medida que aumenta la donación de iones de hidrógeno, el pH de una solución disminuye; se vuelve más ácido. Por ejemplo, la fórmula química del ácido sulfúrico es H2SO4. Es diprótico; tiene dos iones de hidrógeno que puede donar a una solución. La fórmula química del ácido fosfórico es H3PO4. Es triprótico; tiene tres iones de hidrógeno que puede donar a una solución. Sin embargo, esto no determina si todos esos iones de hidrógeno se disociarán en una solución. En cambio, debe considerar la constante de equilibrio de disociación ácida.
Constantes de equilibrio y disociación
Una constante de equilibrio de disociación ácida expresa la relación de iones disociados a compuesto no disociado en el ácido en equilibrio. Tanto el ácido sulfúrico como el ácido fosfórico tienen múltiples constantes de equilibrio, correspondientes a cada uno de los iones de hidrógeno que pueden disociarse. Los ácidos con grandes constantes de equilibrio son ácidos fuertes. El ácido sulfúrico tiene una primera constante de equilibrio de 1.0 x 10 ^ 3, lo que lo convierte en un ácido fuerte. Los ácidos con pequeñas constantes de equilibrio no se disocian fácilmente. El ácido fosfórico tiene una primera constante de equilibrio de 7.1 x 10 ^ -3, lo que lo convierte en un ácido débil.
Ácido sulfúrico en titulación
Debido a que el ácido sulfúrico es un ácido fuerte, puede desempeñar muchas funciones en la titulación. Puede usar ácido sulfúrico para valorar una base débil o fuerte. El ácido sulfúrico también se puede valorar con una base fuerte. Todas las valoraciones implican al menos un punto de equivalencia, donde la solución de la reacción contiene solo agua y la sal producida por el ácido y la base. Si se usa ácido sulfúrico para valorar una base fuerte o se valora por una, las dos soluciones se disociarán completamente y el punto de equivalencia tendrá un pH neutro de siete. Si usa ácido sulfúrico para valorar una base débil, el punto de equivalencia contendrá un ácido débil sobrante de la base débil. Por lo tanto, en tal titulación, el pH será inferior a siete.
Ácido fosfórico en titulación
Debido a que el ácido fosfórico es un ácido débil, generalmente se usa solo como analito. El ácido fosfórico puede ser el ácido débil en una valoración de ácido débil-base fuerte. Cuando la titulación alcance el primer punto de equivalencia, la solución contendrá la base conjugada H2PO4-. Esto le dará a la solución un pH superior a siete en ese punto de equivalencia.
Fuerza, concentración y pH
El pH de una solución es una medida de la concentración de iones H3O + en esa solución. Por lo tanto, la fuerza de un ácido solo determina parcialmente su pH. Si una solución de un ácido fuerte tiene la misma concentración molar que una solución de un ácido débil, tendrá un pH más bajo. Sin embargo, si diluye cualquiera de las soluciones, el pH se acercará a siete. Esto se debe al hecho de que la adición de agua reduce la concentración total de iones H3O +.