tanulási cél
- azonosítsa azokat a főbb jellemzőket, amelyek megkülönböztetik a poliprotsavakat a monoprotikus savaktól.
főbb pontok
- a poliprotikus savak két vagy több savas protont veszíthetnek el; a diprotinsavak és a triprotinsavak olyan specifikus poliprotikus savak, amelyek két, illetve három protont veszíthetnek el.,
- a poliprotikus savak annyi egyenértékűségi pontot mutatnak a titrálási görbékben, mint a savas protonok száma; például a diprotinsavnak két egyenértékűségi pontja lenne, míg a triprotinsavnak három egyenértékűségi pontja lenne.
- a poliprotikus savak esetében az első Ka mindig a legnagyobb, majd a második, stb.; ez azt jelzi, hogy a protonok egymás után kevésbé savasak, mivel elvesznek.,
- bár az egyes savas protonok elvesztésének tendenciája csökken, mivel a következőek elvesznek, az összes lehetséges Ionos faj létezik oldatban; frakcionált koncentrációjuk kiszámításához olyan egyenleteket lehet használni, amelyek egyensúlyi állandókra és a protonok koncentrációjára támaszkodnak az oldatban.,kalap tartalmazza belül a molekuláris szerkezetét két hidrogén atom per molekula képes dissociating
- egyenértékűség pointthe pont, ahol a hozzáadott titrant az stoichiometrically egyenlő a szám a mol egy minta anyag; a legkisebb titrant szükséges, hogy teljes mértékben semlegesíteni, vagy reagálni az analit
- titrationdetermining egy anyag koncentrációja a megoldást azáltal, hogy lassan hozzá mérhető mennyiségű egyéb anyagot is (gyakran a burette) amíg a reakció jelenik meg teljes
Mint a neve is sugallja, polyprotic savakat tartalmaz több, mint egy savas proton., Két gyakori példa a szénsav (H2CO3, amelynek két savas protonja van, ezért diprotinsav) és a foszforsav (H3PO4, amelynek három savas protonja van, ezért triprotinsav).
A Diprotic és polyprotic savak egyedi profilokat mutatnak a titrálási kísérletekben, ahol a pH versus titráns térfogatgörbe egyértelműen két egyenértékűségi pontot mutat a sav számára; ez azért van, mert a két ionizáló hidrogén nem disszociál a savtól egyidejűleg., Bármely poliprotikus savval az első amd legerősebb savas proton teljesen disszociál, mielőtt a második savas proton még disszociálna.
Diprotic savak
a diprotic sav (itt a H2A szimbolizálja) a pH-tól függően egy vagy két disszociáción megy keresztül. a disszociáció nem történik meg egyszerre; minden disszociációs lépésnek saját Ka értéke van, Ka1 és 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}
az első disszociációs állandó szükségszerűen nagyobb, mint a második ( azaz., Ka1 > Ka2) ; ez azért van, mert az első disszociáló proton mindig a legerősebb savas, amelyet sorrendben a következő legerősebb savas proton követ., Például a kénsav (H2SO4) két protont adhat oldatban:
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 k_{A2}=\text{Small}
A kénsav első disszociációs lépése teljesen megtörténik, ezért a kénsavat erős savnak tekintik; a második disszociációs lépés azonban csak gyengén DISSZOCIÁLÓ.,
Triprotinsav
a triprotinsav (H3A) három disszociáción megy keresztül, ezért három disszociációs állandóval rendelkezik: Ka1 > Ka2 > Ka3., Vegyük például a három disszociációs lépéseket a közös triprotic sav foszforsav:
H_3PO_4(aq)\működik a legjobban, H^+(aq)+H_2PO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=nagy
H_2PO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+HPO_4^{2-}(aq)\quad\quad K_{a2}=kisebb
HPO_4^{2-}\rightleftharpoons H^+(aq)+PO_4^{3-}(aq)\quad\quad K_{a3}=legkisebb
Relatív Koncentrációja Konjugált Bázis Faj
Bár a későbbi veszteség minden hidrogén-ion kevésbé kedvező, a polyprotic sav konjugált bázis jelen van bizonyos mértékig a megoldás., Minden faj relatív szintje az oldat pH-értékétől függ. Figyelembe véve a pH-t és a Ka-értékeket minden disszociációs lépésnél, kiszámolhatjuk az egyes fajok frakcionált koncentrációját, α (alfa). A frakcionált koncentrációt úgy definiáljuk, mint egy adott konjugált bázis koncentrációját, osztva az összes faj koncentrációjának összegével., Például egy általános diprotic sav generál három faj a megoldás: H2A, HA–, az A2-, valamint a relatív koncentrációja, HA–, amely által adott:
\alfa=\frac{}{++}
A következő képlet megmutatja, hogyan találja meg ezt a relatív koncentrációja, HA–, amelyben a pH, illetve a sav disszociációs állandók minden disszociációs lépés ismert:
