Siła kwasu jest określona przez liczbę zwaną stałą równowagi kwasowo-dysocjacyjnej. Kwas siarkowy jest kwasem mocnym, natomiast kwas fosforowy jest kwasem słabym. Z kolei moc kwasu może determinować sposób, w jaki przebiega miareczkowanie. Do miareczkowania słabej lub mocnej zasady można użyć mocnych kwasów. Z drugiej strony, analitem lub miareczkowaną substancją będzie prawie zawsze słaby kwas.
Kwasy poliprotonowe
Kwas poliprotonowy ma więcej niż jeden jon wodorowy, który może przekazać do roztworu. Wraz ze wzrostem oddawania jonów wodorowych pH roztworu spada; staje się bardziej kwaśny. Na przykład wzór chemiczny kwasu siarkowego to H2SO4. Jest diprotyczny; ma dwa jony wodorowe, które może przekazać do roztworu. Wzór chemiczny kwasu fosforowego to H3PO4. Jest trójdrożny; ma trzy jony wodorowe, które może przekazać do roztworu. Nie oznacza to jednak, że wszystkie jony wodorowe ulegną dysocjacji w roztworze. Zamiast tego musisz wziąć pod uwagę stałą równowagi kwasowo-dysocjacyjnej.
Stałe równowagi i dysocjacja
Stała równowagi dysocjacji kwasu wyraża stosunek zdysocjowanych jonów do niezdysocjowanego związku w kwasie w równowadze. Zarówno kwas siarkowy, jak i kwas fosforowy mają wiele stałych równowagi, odpowiadających każdemu z jonów wodoru, które mogą dysocjować. Kwasy o dużych stałych równowagowych są silnymi kwasami. Kwas siarkowy ma pierwszą stałą równowagi 1,0 x 10^3, co czyni go mocnym kwasem. Kwasy o małych stałych równowagowych nie będą się łatwo dysocjować. Kwas fosforowy ma pierwszą stałą równowagi 7,1 x 10^-3, co czyni go słabym kwasem.
Kwas siarkowy w miareczkowaniu
Ponieważ kwas siarkowy jest mocnym kwasem, może pełnić wiele ról w miareczkowaniu. Do miareczkowania słabej lub mocnej zasady można użyć kwasu siarkowego. Kwas siarkowy można również miareczkować mocną zasadą. Wszystkie miareczkowania obejmują co najmniej jeden punkt równoważnikowy, w którym roztwór reakcyjny zawiera tylko wodę i sól wytworzoną przez kwas i zasadę. Jeśli kwas siarkowy jest używany do miareczkowania mocnej zasady lub jest miareczkowany o jeden, oba roztwory ulegną całkowitej dysocjacji, a punkt równoważnikowy będzie miał obojętne pH siedem. Jeśli użyjesz kwasu siarkowego do miareczkowania słabej zasady, punkt równoważnikowy będzie zawierał słaby kwas pozostały po słabej zasadzie. Dlatego w takim miareczkowaniu pH będzie niższe niż siedem.
Kwas fosforowy w miareczkowaniu
Ponieważ kwas fosforowy jest słabym kwasem, zwykle stosuje się go tylko jako analit. Kwas fosforowy może być słabym kwasem w miareczkowaniu słabym kwasem i mocną zasadą. Gdy miareczkowanie osiągnie pierwszy punkt równoważności, roztwór będzie zawierał sprzężoną zasadę H2PO4-. To da roztwórowi pH większe niż siedem w tym punkcie równoważnikowym.
Siła, Koncentracja i pH
pH roztworu jest miarą stężenia jonów H3O+ w tym roztworze. Dlatego siła kwasu tylko częściowo determinuje jego pH. Jeśli roztwór mocnego kwasu ma takie samo stężenie molowe jak roztwór słabego kwasu, będzie miał niższe pH. Jeśli jednak rozcieńczysz którykolwiek roztwór, pH zbliży się do siedmiu. Wynika to z faktu, że dodanie wody zmniejsza ogólne stężenie jonów H3O+.
