Použitie kyseliny sírovej a kyseliny fosforečnej pri titrácii

Sila kyseliny je určená číslom nazývaným rovnovážna konštanta disociácie kyseliny. Kyselina sírová je silná kyselina, zatiaľ čo kyselina fosforečná je slabá kyselina. Sila kyseliny môže zase určiť spôsob, akým dôjde k titrácii. Na titráciu slabej alebo silnej bázy sa môžu použiť silné kyseliny. Slabá kyselina bude na druhej strane takmer vždy analyt alebo látka, ktorá sa má titrovať.

Kyselina polyprotická má viac ako jeden vodíkový ión, ktorý môže darovať do roztoku. Keď sa darcovstvo vodíkových iónov zvyšuje, pH roztoku klesá; stáva sa kyslejšou. Napríklad chemický vzorec pre kyselinu sírovú je H2SO4. Je diprotický; má dva vodíkové ióny, ktoré môže darovať do roztoku. Chemický vzorec pre kyselinu fosforečnú je H3PO4. Je to triprotické; má tri vodíkové ióny, ktoré môže darovať do roztoku. To však neurčuje, či sa tieto vodíkové ióny všetky disociujú v roztoku. Namiesto toho musíte brať do úvahy rovnovážnu konštantu disociácie kyseliny.

Rovnovážna konštanta disociácie kyseliny vyjadruje pomer disociovaných iónov k nedisociovanej zlúčenine v kyseline v rovnováhe. Kyselina sírová aj kyselina fosforečná majú viacnásobné rovnovážné konštanty zodpovedajúce každému z vodíkových iónov, ktoré sa môžu disociovať. Kyseliny s veľkými rovnovážnymi konštantami sú silné kyseliny. Kyselina sírová má prvú rovnovážnu konštantu 1,0 x 10 ^ 3, čo z nej robí silnú kyselinu. Kyseliny s malými rovnovážnymi konštantami nebudú ľahko disociovať. Kyselina fosforečná má prvú rovnovážnu konštantu 7,1 x 10 ^ -3, čo z nej robí slabú kyselinu.

Pretože kyselina sírová je silná kyselina, môže pri titrácii zohrávať mnoho úloh. Na titráciu slabej alebo silnej bázy môžete použiť kyselinu sírovú. Kyselina sírová môže byť tiež titrovaná silnou zásadou. Všetky titrácie zahŕňajú najmenej jeden bod ekvivalencie, keď roztok reakcie obsahuje iba vodu a soľ produkovanú kyselinou a zásadou. Ak sa na titráciu silnej bázy použije kyselina sírová alebo sa titruje jednou, oba roztoky sa úplne disociujú a bod ekvivalencie bude mať neutrálne pH sedem. Ak na titráciu slabej bázy použijete kyselinu sírovú, bude bod ekvivalencie obsahovať slabú kyselinu, ktorá zostane zo slabej bázy. Preto bude pri takejto titrácii pH nižšie ako sedem.

Pretože kyselina fosforečná je slabá kyselina, obvykle sa používa iba ako analyt. Kyselina fosforečná môže byť slabou kyselinou pri slabej kyselinovo-silnej zásaditej titrácii. Keď titrácia dosiahne prvý bod ekvivalencie, roztok bude obsahovať konjugovanú bázu H2PO4-. Takto bude mať roztok v tomto bode ekvivalencie pH vyššie ako sedem.

Hodnota pH roztoku je mierou koncentrácie iónov H30 + v tomto roztoku. Preto sila kyseliny určuje jej pH iba čiastočne. Ak má roztok silnej kyseliny rovnakú molárnu koncentráciu ako roztok slabej kyseliny, bude mať nižšie pH. Ak však niektorý z roztokov zriedite, pH sa priblíži k siedmemu. Je to tak kvôli skutočnosti, že prídavok vody znižuje celkovú koncentráciu iónov H3O +.