Väävelhappe ja fosforhappe kasutamine tiitrimisel

Happe tugevus määratakse arvuga, mida nimetatakse happe-dissotsiatsiooni tasakaalukonstandiks. Väävelhape on tugev hape, fosforhape aga nõrk. Omakorda võib happe tugevus määrata tiitrimise toimumise viisi. Tugevaid happeid saab kasutada nõrga või tugeva aluse tiitrimiseks. Nõrk hape on seevastu peaaegu alati analüüd või tiitritav asi.

Polüprootilises happes on rohkem kui üks vesinikioon, mille ta saab lahusele annetada. Kui vesinikioonide annetus suureneb, väheneb lahuse pH; see muutub happelisemaks. Näiteks väävelhappe keemiline valem on H2SO4. See on kahepoolne; sellel on kaks vesinikiooni, mida ta saab lahusele annetada. Fosforhappe keemiline valem on H3PO4. See on triprootiline; sellel on kolm vesiniku iooni, mida ta saab lahusele annetada. Kuid see ei määra, kas need vesinikioonid lahuses dissotsieeruvad. Selle asemel peate arvestama happe-dissotsiatsiooni tasakaalu konstandiga.

Happe-dissotsiatsiooni tasakaalu konstant väljendab tasakaalustatud happes dissotsieerunud ioonide ja dissotsieerumata ühendi suhet. Nii väävelhappel kui ka fosforhappel on mitu tasakaalukonstandit, mis vastavad kõigile vesinikioonidele, mis võivad dissotsieeruda. Suurte tasakaalukonstantidega happed on tugevad happed. Väävelhappe esimene tasakaalukonstant on 1,0 x 10 ^ 3, mis muudab selle tugevaks happeks. Väikeste tasakaalukonstantidega happed ei eraldu kergesti. Fosforhappe esimene tasakaalukonstant on 7,1 x 10 ^ -3, mis muudab selle nõrgaks happeks.

Kuna väävelhape on tugev hape, võib see tiitrimisel võtta palju rolle. Nõrga või tugeva aluse tiitrimiseks võite kasutada väävelhapet. Väävelhapet saab tiitrida ka tugeva alusega. Kõik tiitrimised hõlmavad vähemalt ühte ekvivalentsuspunkti, kus reaktsiooni lahus sisaldab ainult vett ning happe ja aluse tekitatud soola. Kui tugeva aluse tiitrimiseks kasutatakse väävelhapet või tiitritakse ühega, siis kaks lahust eralduvad täielikult ja ekvivalentsuspunkti neutraalne pH on seitse. Kui kasutate nõrga aluse tiitrimiseks väävelhapet, sisaldab samaväärsuspunkt nõrgast alusest järele jäänud nõrka hapet. Seetõttu on sellise tiitrimise korral pH madalam kui seitse.

Kuna fosforhape on nõrk hape, kasutatakse seda tavaliselt ainult analüüdina. Fosforhape võib olla nõrgaks happeks tugeva aluse tiitrimisel nõrk hape. Kui tiitrimine jõuab esimesse ekvivalentsuspunkti, sisaldab lahus konjugaat alust H2PO4-. See annab lahuse pH selles ekvivalentsuspunktis üle seitsme.

Lahuse pH on H3O + ioonide kontsentratsiooni mõõtmine selles lahuses. Seetõttu määrab happe tugevus selle pH ainult osaliselt. Kui tugeva happe lahuse moolkontsentratsioon on sama kui nõrga happe lahusel, on selle pH madalam. Kui lahjendate kumbagi lahust, läheneb pH seitsmele. See on tingitud asjaolust, et vee lisamine vähendab H3O + ioonide üldkontsentratsiooni.