Сила кислоты определяется числом, называемым константой равновесия диссоциации кислоты. Серная кислота - сильная кислота, а фосфорная кислота - слабая. В свою очередь, сила кислоты может определять способ титрования. Сильные кислоты можно использовать для титрования слабого или сильного основания. С другой стороны, слабая кислота почти всегда будет аналитом или объектом титрования.
Полипротонные кислоты
Полипротонная кислота имеет более одного иона водорода, которые она может отдавать раствору. По мере увеличения поступления ионов водорода pH раствора снижается; он становится более кислым. Например, химическая формула серной кислоты - H2SO4. Это дипротический; у него есть два иона водорода, которые он может отдать раствору. Химическая формула фосфорной кислоты - H3PO4. Это трипротик; у него есть три иона водорода, которые он может отдать раствору. Однако это не определяет, будут ли все ионы водорода диссоциировать в растворе. Вместо этого вы должны учитывать константу равновесия диссоциации кислоты.
Константы равновесия и диссоциация
Константа равновесия кислотной диссоциации выражает отношение диссоциированных ионов к недиссоциированному соединению в кислоте при равновесии. И серная кислота, и фосфорная кислота имеют несколько констант равновесия, соответствующих каждому из ионов водорода, которые могут диссоциировать. Кислоты с большими константами равновесия являются сильными кислотами. Серная кислота имеет первую константу равновесия 1,0 x 10 ^ 3, что делает ее сильной кислотой. Кислоты с небольшими константами равновесия не диссоциируют легко. Фосфорная кислота имеет первую константу равновесия 7,1 · 10 ^ -3, что делает ее слабой кислотой.
Серная кислота в титровании
Поскольку серная кислота является сильной кислотой, она может выполнять множество функций при титровании. Вы можете использовать серную кислоту для титрования как слабого, так и сильного основания. Серную кислоту также можно титровать сильным основанием. Все титрования включают по крайней мере одну точку эквивалентности, где реакционный раствор содержит только воду и соль, образованную кислотой и основанием. Если серная кислота используется для титрования сильного основания или титруется одним, два раствора полностью диссоциируют, и точка эквивалентности будет иметь нейтральный pH, равный семи. Если вы используете серную кислоту для титрования слабого основания, точка эквивалентности будет содержать слабую кислоту, оставшуюся от слабого основания. Следовательно, при таком титровании pH будет ниже семи.
Фосфорная кислота в титровании
Поскольку фосфорная кислота является слабой кислотой, она обычно используется только в качестве аналита. Фосфорная кислота может быть слабой кислотой при титровании слабая кислота-сильное основание. Когда титрование достигнет первой точки эквивалентности, раствор будет содержать конъюгированное основание H2PO4-. Это придаст раствору pH более семи в этой точке эквивалентности.
Сила, концентрация и pH
PH раствора является мерой концентрации ионов H3O + в этом растворе. Следовательно, сила кислоты лишь частично определяет ее pH. Если раствор сильной кислоты имеет ту же молярную концентрацию, что и раствор слабой кислоты, он будет иметь более низкий pH. Однако если разбавить любой из этих растворов, pH приблизится к семи. Это связано с тем, что добавление воды снижает общую концентрацию ионов H3O +.
