Learning Objective
- Identificere vigtige funktioner, der adskiller polyprotic syrer fra monoprotic syrer.
nøglepunkter
- Polyprotiske syrer kan miste to eller flere sure protoner; diprotinsyrer og triprotinsyrer er specifikke typer polyprotinsyrer, der kan miste henholdsvis to og tre protoner.,
- Polyprotiske syrer viser lige så mange ækvivalenspunkter i titreringskurver som antallet af sure protoner, de har; for eksempel ville en diprotinsyre have to ækvivalenspunkter, mens en triprotinsyre ville have tre ækvivalenspunkter.
- for polyprotiske syrer er den første Ka altid den største, efterfulgt af den anden osv.; dette indikerer, at protonerne successivt bliver mindre sure, da de går tabt.,
- selvom tendensen til at miste hver sur proton falder, når efterfølgende protoner går tabt, findes alle mulige Ioniske arter i opløsning; for at beregne deres fraktionerede koncentration kan man bruge ligninger, der er afhængige af ligevægtskonstanter og koncentrationen af protoner i opløsning.,hat indeholder i sin molekylære struktur af to brint-atomer per molekyle i stand til dissociating
- ækvivalens pointthe punkt, hvor en ekstra titrant er stoichiometrically, der svarer til antallet af mol i en prøve, der er stof; den mindste mængde af titrant nødvendige for fuldt ud at neutralisere eller reagere med analyt
- titrationdetermining et stofs koncentration i en opløsning ved langsomt at tilføje afmålte mængde af et andet stof (ofte med en burette) indtil en reaktion, der er vist færdig
Som deres navn antyder, polyprotic syrer indeholder mere end én sure proton., To almindelige eksempler er kulsyre (H2CO3, som har to sure protoner og derfor er en diprotinsyre) og phosphorsyre (H3PO4, som har tre sure protoner og derfor er en triprotinsyre).
Diprotiske og polyprotiske syrer viser unikke profiler i titreringsforsøg, hvor en pH versus titrantvolumenkurve tydeligt viser to ækvivalenspunkter for syren; dette skyldes, at de to ioniserende hydrogener ikke adskiller sig fra syren på samme tid., Med enhver polyprotinsyre dissocierer den første amd stærkest sure proton fuldstændigt, før den næstmest sure proton endda begynder at dissociere.
Diprotic Syrer
En diprotic syre (her symboliseret ved H2A) kan undergå en eller to dissociations afhængig af pH-værdien. Dissociation sker ikke på én gang; hver dissociation trin har sin egen Ka værdi, der er udpeget Ka1 og 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}
Den første dissociationskonstant nødvendigvis er større end den anden ( dvs, Ka1 > Ka2); dette skyldes, at den første proton, der dissocieres, altid er den stærkest sure, efterfulgt af den næste stærkest sure proton., For eksempel svovlsyre (H2SO4) kan donere to protoner i løsning:
H_2SO_4(aq)\rightarrow H^+(aq)+HSO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=\text{store}
HSO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+SO_4^-(aq)\quad\quad K_{a2}=\text{lille}
Denne første dissociation trin af svovlsyre vil forekomme fuldstændig, hvilket er grunden til svovlsyre betragtes som en stærk syre, og den anden dissociation trin er kun svagt dissociating, dog.,
Triprotic Syrer
En triprotic syre (H3A) kan gennemgå tre dissociations og vil derfor have tre dissociation konstanter: Ka1 > Ka2 > Ka3., Tag for eksempel de tre dissociation trin af den fælles triprotic phosphorsyre:
H_3PO_4(aq)\rightarrow H^+(aq)+H_2PO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=large
H_2PO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+HPO_4^{2-}(aq)\quad\quad K_{a2}=lille
HPO_4^{2-}\rightleftharpoons H^+(aq)+PO_4^{3-}(aq)\quad\quad K_{a3}=mindste
Relativ Koncentration af Konjugerede Base Arter
Selv om det efterfølgende tab af hver hydrogen ion er mindre gunstige, alle af en polyprotic syre er konjugerede baser er til stede til en vis grad i opløsning., Hver arts relative niveau afhænger af opløsningens pH. I betragtning af pH og værdierne for Ka for hvert dissociationstrin kan vi beregne hver arts fraktionerede koncentration, α (alfa). Fraktionskoncentrationen defineres som koncentrationen af en bestemt konjugatbase af interesse divideret med summen af alle arters koncentrationer., For eksempel, en generisk diprotic syre vil generere tre arter i løsning: H2A, HA– og A2-, og relativ koncentration af HA–, som er givet ved:
\alpha=\frac{}{++}
følgende formel viser, hvordan man kan finde denne relativ koncentration af HA–, som pH og syre dissociation konstanter for hver dissociation skridt er kendt for:
