La forza di un acido è determinata da un numero chiamato costante di equilibrio acido-dissociazione. L'acido solforico è un acido forte, mentre l'acido fosforico è un acido debole. A sua volta, la forza di un acido può determinare il modo in cui avviene una titolazione. Gli acidi forti possono essere usati per titolare una base debole o forte. Un acido debole, d'altra parte, sarà quasi sempre l'analita, o la cosa che viene titolata.
Acidi Poliprotici
Un acido poliprotico ha più di uno ione idrogeno che può donare a una soluzione. All'aumentare della donazione di ioni idrogeno, il pH di una soluzione si abbassa; diventa più acido. Ad esempio, la formula chimica dell'acido solforico è H2SO4. È diprotico; ha due ioni idrogeno che può donare ad una soluzione. La formula chimica dell'acido fosforico è H3PO4. È triprotico; ha tre ioni idrogeno che può donare a una soluzione. Tuttavia, questo non determina se quegli ioni idrogeno si dissociano tutti in una soluzione. Invece, devi considerare la costante di equilibrio acido-dissociazione.
Costanti di equilibrio e dissociazione
Una costante di equilibrio di dissociazione acida esprime il rapporto tra ioni dissociati e composto indissociato nell'acido all'equilibrio. Sia l'acido solforico che l'acido fosforico hanno costanti di equilibrio multiple, corrispondenti a ciascuno degli ioni idrogeno che possono dissociarsi. Gli acidi con grandi costanti di equilibrio sono acidi forti. L'acido solforico ha una prima costante di equilibrio di 1,0 x 10^3, che lo rende un acido forte. Gli acidi con piccole costanti di equilibrio non si dissociano facilmente. L'acido fosforico ha una prima costante di equilibrio di 7,1 x 10^-3, che lo rende un acido debole.
Acido solforico in titolazione
Poiché l'acido solforico è un acido forte, può assumere molti ruoli nella titolazione. Puoi usare l'acido solforico per titolare una base debole o forte. L'acido solforico può essere titolato anche con una base forte. Tutte le titolazioni comportano almeno un punto di equivalenza, dove la soluzione della reazione contiene solo acqua e il sale prodotto dall'acido e dalla base. Se l'acido solforico viene utilizzato per titolare una base forte o viene titolato di uno, le due soluzioni si dissociano completamente e il punto di equivalenza avrà un pH neutro di sette. Se usi acido solforico per titolare una base debole, il punto di equivalenza conterrà un acido debole rimasto dalla base debole. Pertanto, in tale titolazione, il pH sarà inferiore a sette.
Acido fosforico nella titolazione
Poiché l'acido fosforico è un acido debole, viene generalmente utilizzato solo come analita. L'acido fosforico può essere l'acido debole in una titolazione acido debole-base forte. Quando la titolazione raggiunge il primo punto di equivalenza, la soluzione conterrà la base coniugata H2PO4-. Questo darà alla soluzione un pH maggiore di sette a quel punto di equivalenza.
Forza, concentrazione e pH
Il pH di una soluzione è una misura della concentrazione di ioni H3O+ in quella soluzione. Pertanto, la forza di un acido determina solo parzialmente il suo pH. Se una soluzione di un acido forte ha la stessa concentrazione molare di una soluzione di un acido debole, avrà un pH più basso. Tuttavia, se diluisci una delle due soluzioni, il pH si avvicinerà a sette. Ciò è dovuto al fatto che l'aggiunta di acqua riduce la concentrazione complessiva di ioni H3O+.