การใช้กรดซัลฟิวริกและกรดฟอสฟอริกในการไทเทรต

ความแรงของกรดถูกกำหนดโดยตัวเลขที่เรียกว่าค่าคงที่สมดุลของการแยกตัวของกรด กรดกำมะถันเป็นกรดแก่ในขณะที่กรดฟอสฟอริกเป็นกรดอ่อน ในทางกลับกัน ความแรงของกรดสามารถกำหนดวิธีที่เกิดการไทเทรตได้ กรดแก่สามารถใช้ในการไทเทรตเบสอ่อนหรือเบสแก่ได้ ในทางกลับกัน กรดอ่อนๆ มักจะเป็นตัววิเคราะห์หรือสิ่งที่ถูกไตเตรท

กรดโพลีโพรติกมีไฮโดรเจนไอออนมากกว่าหนึ่งตัวที่สามารถบริจาคให้กับสารละลายได้ เมื่อการบริจาคไฮโดรเจนไอออนเพิ่มขึ้น ค่า pH ของสารละลายจะลดลง มันจะกลายเป็นกรดมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สูตรทางเคมีของกรดซัลฟิวริกคือ H2SO4 มันเป็น diprotic; มันมีไฮโดรเจนไอออนสองตัวที่สามารถบริจาคให้กับสารละลายได้ สูตรทางเคมีของกรดฟอสฟอริกคือ H3PO4 มันเป็นทริปเปิ้ล; มันมีไฮโดรเจนไอออนสามตัวที่สามารถบริจาคให้กับสารละลายได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้กำหนดว่าไฮโดรเจนไอออนเหล่านั้นจะแยกตัวออกจากสารละลายทั้งหมดหรือไม่ คุณต้องพิจารณาค่าคงที่สมดุลการแตกตัวของกรดแทน

ค่าคงที่สมดุลการแตกตัวของกรดแสดงอัตราส่วนของไอออนที่แยกตัวต่อสารประกอบที่ไม่แยกตัวออกจากกรดในสภาวะสมดุล ทั้งกรดซัลฟิวริกและกรดฟอสฟอริกมีค่าคงที่สมดุลหลายค่า ซึ่งสอดคล้องกับไอออนไฮโดรเจนแต่ละตัวที่สามารถแยกตัวออกจากกันได้ กรดที่มีค่าคงที่สมดุลมากคือกรดแก่ กรดซัลฟิวริกมีค่าคงที่สมดุลแรกที่ 1.0 x 10^3 ซึ่งทำให้เป็นกรดแก่ กรดที่มีค่าคงที่สมดุลน้อยจะไม่แยกตัวออกจากกันในทันที กรดฟอสฟอริกมีค่าคงที่สมดุลแรกที่ 7.1 x 10 ^ -3 ซึ่งทำให้เป็นกรดอ่อน

เนื่องจากกรดซัลฟิวริกเป็นกรดแก่ จึงสามารถทำหน้าที่ไตเตรทได้หลายอย่าง คุณสามารถใช้กรดซัลฟิวริกในการไทเทรตเบสอ่อนหรือเบสแก่ได้ กรดซัลฟิวริกสามารถไทเทรตได้ด้วยเบสแก่ การไทเทรตทั้งหมดเกี่ยวข้องกับจุดสมมูลอย่างน้อยหนึ่งจุด โดยที่สารละลายของปฏิกิริยามีเพียงน้ำและเกลือที่เกิดจากกรดและเบส หากใช้กรดซัลฟิวริกในการไทเทรตเบสแก่หรือถูกไทเทรตโดยหนึ่ง สารละลายทั้งสองจะแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ และจุดสมมูลจะมี pH เป็นกลางเท่ากับเจ็ด หากคุณใช้กรดซัลฟิวริกในการไทเทรตเบสอ่อน จุดสมมูลจะมีกรดอ่อนที่เหลือจากเบสอ่อน ดังนั้นในการไทเทรตดังกล่าว ค่า pH จะต่ำกว่าเจ็ด

เนื่องจากกรดฟอสฟอริกเป็นกรดอ่อน จึงมักใช้เป็นสารวิเคราะห์เท่านั้น กรดฟอสฟอริกอาจเป็นกรดอ่อนในการไทเทรตเบสแก่ที่เป็นกรดอย่างอ่อน เมื่อการไทเทรตถึงจุดสมมูลจุดแรก สารละลายจะมีฐานคอนจูเกต H2PO4- สิ่งนี้จะทำให้สารละลายมีค่า pH มากกว่าเจ็ดที่จุดสมมูลนั้น

pH ของสารละลายคือการวัดความเข้มข้นของไอออน H3O+ ในสารละลายนั้น ดังนั้นความแรงของกรดจึงกำหนด pH ได้เพียงบางส่วนเท่านั้น หากสารละลายของกรดแก่มีความเข้มข้นของโมลาร์เท่ากับสารละลายของกรดอ่อน สารละลายนั้นจะมี pH ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม หากคุณเจือจางสารละลายอย่างใดอย่างหนึ่ง ค่า pH จะเข้าใกล้เจ็ด เนื่องจากการเติมน้ำช่วยลดความเข้มข้นโดยรวมของไอออน H3O+