滴定における硫酸とリン酸の使用

酸の強さは、酸解離平衡定数と呼ばれる数値によって決まります。 硫酸は強酸ですが、リン酸は弱酸です。 次に、酸の強さによって滴定が行われる方法を決定できます。 強酸は、弱塩基または強塩基の滴定に使用できます。 一方、弱酸はほとんどの場合、分析物、または滴定されるものになります。

ポリプロトン酸には、溶液に供与できる複数の水素イオンがあります。 水素イオンの供与が増えると、溶液のpHは下がります。 それはより酸性になります。 たとえば、硫酸の化学式はH2SO4です。 それは二塩基性です。 溶液に供与できる水素イオンが2つあります。 リン酸の化学式はH3PO4です。 それは三者択一です。 溶液に供与できる水素イオンが3つあります。 ただし、これは、これらの水素イオンがすべて溶液中で解離するかどうかを決定するものではありません。 代わりに、酸解離平衡定数を考慮する必要があります。

酸解離平衡定数は、平衡状態の酸中の解離したイオンと解離していない化合物の比率を表します。 硫酸とリン酸はどちらも、解離する可能性のある水素イオンのそれぞれに対応する複数の平衡定数を持っています。 平衡定数が大きい酸は強酸です。 硫酸の最初の平衡定数は1.0x 10 ^ 3であり、強酸になります。 平衡定数が小さい酸は容易に解離しません。 リン酸の最初の平衡定数は7.1x 10 ^ -3であり、弱酸になります。

硫酸は強酸であるため、滴定において多くの役割を果たすことができます。 硫酸を使用して、弱塩基または強塩基のいずれかを滴定できます。 硫酸は強塩基で滴定することもできます。 すべての滴定には、少なくとも1つの等量点が含まれます。この場合、反応の溶液には、水と、酸と塩基によって生成される塩のみが含まれます。 硫酸を使用して強塩基を滴定するか、1つで滴定すると、2つの溶液は完全に解離し、等量点のpHは7になります。 硫酸を使用して弱塩基を滴定する場合、等量点には弱塩基から残った弱酸が含まれます。 したがって、このような滴定では、pHは7より低くなります。

リン酸は弱酸であるため、通常は分析対象物としてのみ使用されます。 リン酸は、弱酸-強塩基滴定の弱酸である可能性があります。 滴定が最初の等量点に達すると、溶液には共役塩基H2PO4-が含まれます。 これにより、その等量点で溶液のpHが7を超えます。

溶液のpHは、その溶液中のH3O +イオンの濃度の尺度です。 したがって、酸の強さはそのpHを部分的にしか決定しません。 強酸の溶液のモル濃度が弱酸の溶液と同じである場合、pHは低くなります。 ただし、どちらかの溶液を希釈すると、pHは7に近づきます。 これは、水の添加によりH3O +イオンの全体的な濃度が低下するという事実によるものです。