Rikkihapon ja fosforihapon käyttö titrauksessa

Hapon vahvuus määritetään luvulla, jota kutsutaan happo- ja dissosiaatiotasapainovakiona. Rikkihappo on vahva happo, kun taas fosforihappo on heikko happo. Hapon vahvuus puolestaan ​​voi määrittää titrausmenetelmän. Vahvoja happoja voidaan käyttää heikon tai vahvan emäksen titraamiseen. Heikko happo puolestaan ​​on melkein aina analyytti tai titrattu asia.

Polyproottisessa hapossa on enemmän kuin yksi vetyioni, jonka se voi lahjoittaa liuokseen. Vetyionien luovutuksen lisääntyessä liuoksen pH laskee; se muuttuu happamammaksi. Esimerkiksi rikkihapon kemiallinen kaava on H2SO4. Se on kaksisuuntainen; sillä on kaksi vetyionia, jonka se voi lahjoittaa liuokseen. Fosforihapon kemiallinen kaava on H3PO4. Se on triproottinen; siinä on kolme vetyionia, jotka se voi lahjoittaa liuokseen. Tämä ei kuitenkaan määritä, hajoavatko kaikki vetyionit liuoksessa. Sen sijaan sinun on otettava huomioon happodissosiaation tasapainovakio.

Happo-dissosiaatiotasapainovakio ilmaisee dissosioituneiden ionien ja dissosioimattoman yhdisteen suhdetta hapossa tasapainossa. Sekä rikkihapolla että fosforihapolla on useita tasapainovakioita, jotka vastaavat kutakin vetyionia, joka voi dissosioitua. Hapot, joilla on suuret tasapainovakiot, ovat vahvoja happoja. Rikkihapon ensimmäinen tasapainovakio on 1,0 x 10 ^ 3, mikä tekee siitä vahvan hapon. Hapot, joilla on pienet tasapainovakiot, eivät hajoaa helposti. Fosforihapon ensimmäinen tasapainovakio on 7,1 x 10 ^ -3, mikä tekee siitä heikon hapon.

Koska rikkihappo on vahva happo, se voi ottaa monia rooleja titrauksessa. Voit käyttää rikkihappoa titraamaan joko heikon tai vahvan emäksen. Rikkihappoa voidaan titrata myös vahvalla emäksellä. Kaikissa titrausmenetelmissä on vähintään yksi ekvivalenttipiste, jossa reaktion liuos sisältää vain vettä ja hapon ja emäksen tuottamaa suolaa. Jos rikkihappoa käytetään vahvan emäksen titraamiseen tai se titrataan yhdellä, nämä kaksi liuosta dissosioituvat täysin ja vastaavuuspisteen neutraali pH on seitsemän. Jos käytät rikkihappoa heikon emäksen titraamiseen, vastaavuuspiste sisältää heikosta emäksestä jäljellä olevan heikon hapon. Siksi tällaisessa titrauksessa pH on alle seitsemän.

Koska fosforihappo on heikko happo, sitä käytetään tyypillisesti vain analyyttinä. Fosforihappo voi olla heikko happo heikossa happo-vahvassa emäksen titrauksessa. Kun titraus saavuttaa ensimmäisen vastaavuuspisteen, liuos sisältää konjugaattiemäksen H2PO4-. Tämä antaa liuoksen pH-arvon yli seitsemän tässä ekvivalenttipisteessä.

Liuoksen pH mittaa H3O + -ionien pitoisuutta kyseisessä liuoksessa. Siksi hapon vahvuus määrää sen pH: n vain osittain. Jos vahvan hapon liuoksella on sama moolipitoisuus kuin heikon hapon liuoksella, sen pH on matalampi. Jos kuitenkin laimennat kumpaakin liuosta, pH lähestyy seitsemää. Tämä johtuu siitä, että veden lisääminen vähentää H3O + -ionien kokonaispitoisuutta.