leerdoelstelling

  • Identificeer de belangrijkste kenmerken die polyprotische zuren van monoprotische zuren onderscheiden.

kernpunten

    • Polyprotische zuren kunnen twee of meer zure protonen verliezen; diprotische zuren en triprotische zuren zijn specifieke typen polyprotische zuren die respectievelijk twee en drie protonen kunnen verliezen.,
    • Polyprotische zuren vertonen evenveel equivalentiepunten in titratiecurves als het aantal zure protonen dat zij hebben; een diprotinezuur zou bijvoorbeeld twee equivalentiepunten hebben, terwijl een triprotinezuur drie equivalentiepunten zou hebben.
    • voor polyprotische zuren is de eerste Ka altijd de grootste, gevolgd door de tweede, enz.; dit geeft aan dat de protonen achtereenvolgens minder zuur worden als ze verloren gaan.,
    • hoewel de neiging om elk zuur proton te verliezen afneemt naarmate volgende Proton verloren gaan, bestaan alle mogelijke Ionische soorten wel in oplossing; om hun fractionele concentratie te berekenen, kan men vergelijkingen gebruiken die gebaseerd zijn op evenwichtsconstanten en de concentratie van protonen in oplossing.,hoed bevat binnen de moleculaire structuur van twee waterstof-atomen per molecuul in staat ontdoet
    • gelijkwaardigheid pointthe punt waarop een toegevoegde titrant is stoichiometrically gelijk aan het aantal mol in een monster van de stof; de kleinste hoeveelheid titrant nodig is om volledig te neutraliseren of te reageren met de analyt
    • titrationdetermining een stof is de concentratie in een oplossing door het langzaam toevoegen van gemeten hoeveelheden van een andere stof (vaak met een buret) totdat er een reactie wordt getoond complete

    Zoals de naam al doet vermoeden, polyprotic zuren bevatten meer dan één zuur proton., Twee veel voorkomende voorbeelden zijn koolzuur (H2CO3, dat twee zure protonen heeft en daarom een diprotinezuur is) en fosforzuur (H3PO4, dat drie zure protonen heeft en daarom een triprotinezuur is).

    Diprotische en polyprotische zuren vertonen unieke profielen in titratie-experimenten, waarbij een pH – Versus titrant-volumecurve duidelijk twee equivalentiepunten voor het zuur laat zien; dit komt omdat de twee ioniserende hydrogenen niet tegelijkertijd van het zuur scheiden., Met een polyprotinezuur, de eerste amd meest sterk zure proton dissocieert volledig voordat de op een na meest zure proton zelfs begint te dissociëren.

    Titratiecurve van koolzuurde titratiecurve van een polyprotinezuur heeft meerdere equivalentiepunten, één voor elk proton. In het geval van koolzuur hebben de twee ioniserende protonen elk een uniek equivalentiepunt.,

    Diprotic Zuren

    Een diprotic zuur (hier gesymboliseerd door H2A) kan na één of twee dissociations afhankelijk van de pH. Dissociatie gebeurt niet allemaal tegelijk; elke dissociatie stap heeft zijn eigen Ka waarde, aangewezen Ka1 en 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}

    De eerste dissociatieconstante is per definitie groter is dan de tweede ( i.e., Ka1 > Ka2); dit komt omdat het eerste proton dat losgekoppeld wordt altijd het sterkst zure proton is, in volgorde gevolgd door het volgende sterkst zure proton., Bijvoorbeeld, zwavelzuur (H2SO4) kan doneren twee protonen in oplossing:

    H_2SO_4(aq)\rightarrow H^+(aq)+HSO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=\text{groot}

    HSO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+SO_4^-(aq)\quad\quad K_{a2}=\text{klein}

    Dit eerste dissociatie stap van zwavelzuur zal optreden volledig, dat is de reden waarom zwavelzuur wordt beschouwd als een sterk zuur; de tweede dissociatie stap is alleen zwak ontdoet, echter.,

    Triprotische zuren

    een triprotisch zuur (H3A) kan drie dissociaties ondergaan en heeft daarom drie dissociatieconstanten: Ka1 > Ka2 > Ka3., Neem bijvoorbeeld de drie dissociatie stappen van de gemeenschappelijke triprotic zuur, fosforzuur:

    H_3PO_4(aq)\rightarrow H^+(aq)+H_2PO_4^-(aq)\quad\quad K_{a1}=groot

    H_2PO_4^-(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+HPO_4^{2-}(aq)\quad\quad K_{a2}=klein

    HPO_4^{2-}\rightleftharpoons H^+(aq)+PO_4^{3-}(aq)\quad\quad K_{a3}=kleinste

    Fractionele Concentratie van Geconjugeerde Base Soorten

    Hoewel de daaropvolgende verlies van elke waterstof ion is minder gunstig, al een polyprotic zuur geconjugeerde basen tot op zekere hoogte in oplossing., Het relatieve niveau van elke soort is afhankelijk van de pH van de oplossing. Gegeven de pH en de waarden van Ka voor elke dissociatiestap, kunnen we de fractionele concentratie van elke soort, α (Alfa), berekenen. De fractionele concentratie wordt gedefinieerd als de concentratie van een bepaalde geconjugeerde basis van belang, gedeeld door de som van de concentraties van alle soorten., Bijvoorbeeld, een generieke diprotic zuur genereert drie soorten in oplossing: H2A, HA–, A2-, en de fractionele concentratie van HA–, die wordt gegeven door:

    \alpha=\frac{}{++}

    De volgende formule geeft aan hoe dit uit te vinden fractionele concentratie van HA–, waarin de pH en het zuur dissociatie constanten voor elke dissociatie stap zijn bekend:

    Verwaarloosbare ion berekeningen voor polyprotic acidsThe boven complexe vergelijkingen kunnen bepalen van de fractionele concentratie van verschillende ionen uit polyprotic zuren.,