Cíl Učení
- Identifikovat klíčové vlastnosti, které odlišují polyprotic kyselin z monoprotic kyselin.
Klíčové Body
- Polyprotic kyselin může ztratit dvě nebo více kyselých protonů; diprotic kyselin a triprotic kyseliny jsou specifickými typy polyprotic kyseliny, které mohou ztratit dva a tři protony, resp.,
- Polyprotic kyselin zobrazit jako mnoho bodů ekvivalence při titračních křivek jako počet kyselé protony mají, například, diprotic kyselina bude mít dva rovnocennosti bodů, zatímco triprotic kyseliny by mít tři rovnocennosti bodů.
- u polyprotických kyselin je první Ka vždy největší, následuje druhá atd.; to znamená, že protony se postupně stávají méně kyselými, protože jsou ztraceny.,
- i když tendence ztratit každý kyselých protonů klesá, jako ty následující jsou ztraceny, všechny možné iontové druhy existují v roztoku; pro výpočet jejich frakční koncentrace, lze použít rovnic, které se spoléhají na rovnovážné konstanty a koncentrace protonů v roztoku.,klobouk obsahuje ve své molekulární struktuře dvou atomů vodíku na molekulu schopnou disociace
- rovnocennosti pointthe bod, ve kterém přidaného titrantu je stoichiometrically rovná počtu molů ve vzorku látky; nejmenší množství titrantu nutné, aby plně neutralizovat nebo reagovat s analytem
- titrationdetermining látky je koncentrace v roztoku pomalu přidávat naměřené množství jiné látky (často s byrety) do reakce je uveden kompletní
Jak jejich název napovídá, polyprotic kyseliny obsahují více než jeden kyselý proton., Dva běžné příklady jsou kyseliny uhličité (H2CO3, která má dva kyselé protony, a je proto diprotic kyselina) a kyselina fosforečná (H3PO4, která má tři kyselé protony, a je proto triprotic kyseliny).
Diprotic a polyprotic kyselin show, unikátní profily v titrační experimenty, kde pH versus titrantu objem křivka jasně ukazuje dva rovnocennosti body pro kyseliny; to je proto, že dva ionizujícího vodíky nemají oddělit od kyseliny ve stejnou dobu., Při jakékoli polyprotické kyselině se první silně kyselý proton amd úplně disociuje, než se druhý-nejvíce kyselý proton dokonce začne disociovat.
Diprotic Kyseliny
diprotic kyseliny (zde symbolizované H2A) můžete podstoupit jednu nebo dvě dissociations v závislosti na pH. Disociace se nestane všechno najednou; každý disociační krok má své vlastní Ka hodnota, prostor pro Ka1 a Ka2:
H_2A(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + HA^-(aq) \quad\quad K_{a1}
HA^-(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + A^{2-}(aq)\quad\quad K_{a2}
první disociační konstanta je nutně větší než druhý ( tj., Ka1 > Ka2); je to proto, že první proton oddělit je vždy velmi silně kyselé, následoval v pořadí další nejvíce silně kyselé proton., Například, kyselina sírová (H2SO4), lze darovat dva protony v roztoku:
H_2SO_4(aq)\rightarrow H^+(aq)+HSO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=\text{large}
HSO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+SO_4^-(aq)\quad\quad K_{a2}=\text{malý}
Tento první disociační krok kyseliny sírové dojde úplně, což je důvod, proč kyselina sírová je silná kyselina, druhá disociační krok je pouze slabě vyčlenění, nicméně.,
Triprotic Kyseliny
triprotic kyseliny (H3A) může podstoupit tři dissociations a bude mít tedy tři disociační konstanty: Ka1 > Ka2 > Ka3., Vezměte si například tři disociační kroky společné triprotic kyseliny fosforečné:
H_3PO_4(aq)\rightarrow H^+(aq)+H_2PO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=velké
H_2PO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+HPO_4^{2-}(aq)\quad\quad K_{a2}=malé,
HPO_4^{2-}\rightleftharpoons H^+(aq)+PO_4^{3-}(aq)\quad\quad K_{a3}=nejmenší
Frakční Koncentrace Konjugované Základní Druhy
i když následné ztráty jednotlivých iontů vodíku je méně příznivá, všechny polyprotic kyselina je konjugovaná báze jsou přítomny v určité míře v roztoku., Relativní hladina každého druhu je závislá na pH roztoku. Vzhledem k pH a hodnotám Ka pro každý disociační krok můžeme vypočítat frakční koncentraci každého druhu, α (alfa). Frakční koncentrace je definována jako koncentrace určité konjugované základny zájmu, dělená součtem koncentrací všech druhů., Například, generické diprotic kyseliny bude generovat tři druhy v roztoku: H2A, HA– a A2-a frakční koncentrace HA–, která je dána tím, že:
\alpha=\frac{}{++}
následující vzorec ukazuje, jak najít to frakční koncentrace HA–, ve kterém pH a kyseliny disociační konstanty pro jednotlivé disociační krok je známo:
