lärande mål

  • identifiera de viktigaste funktionerna som skiljer polyprotiska syror från monoprotiska syror.

viktiga punkter

    • Polyprotiska syror kan förlora två eller flera sura protoner; diprotiska syror och triprotiska syror är specifika typer av polyprotiska syror som kan förlora två respektive tre protoner.,
    • Polyprotiska syror visar så många ekvivalenspunkter i titreringskurvor som antalet sura protoner de har; till exempel skulle en diprotinsyra ha två ekvivalenspunkter, medan en triprotinsyra skulle ha tre ekvivalenspunkter.
    • för polyprotiska syror är den första Ka alltid den största, följt av den andra etc.; detta indikerar att protonerna blir successivt mindre sura eftersom de går förlorade.,
    • även om tendensen att förlora varje sur proton minskar när efterföljande förloras, finns alla möjliga Joniska arter i lösning. för att beräkna deras fraktionella koncentration kan man använda ekvationer som är beroende av jämviktskonstanter och koncentrationen av protoner i lösning.,hatt innehåller inom dess molekylära struktur två väteatomer per molekyl som kan skiljer
    • likvärdighet pointthe punkt vid vilken en extra titrant är stoichiometrically lika med antalet mol i ett prov är ämnet; den minsta mängden av titrant som är nödvändiga för att helt neutralisera eller reagera med det ämne
    • titrationdetermining ett ämnes koncentration i en lösning genom att långsamt lägga till uppmätta mängder av ett annat ämne (ofta med en byrett) tills en reaktion visas komplett

    Som namnet antyder, polyprotic syror innehåller mer än en sur proton., Två vanliga exempel är kolsyra (H2CO3, som har två sura protoner och är därför en diprotinsyra) och fosforsyra (H3PO4, som har tre sura protoner och är därför en triprotinsyra).

    Diprotiska och polyprotiska syror visar unika profiler i titreringsexperiment, där en volymkurva för pH-värde mot titern tydligt visar två ekvivalenspunkter för syran; detta beror på att de två joniserande hydrogenerna inte dissocierar från syran samtidigt., Med någon polyprotinsyra dissocierar den första amd starkast sura proton helt före den näst mest sura protonen börjar till och med dissociera.

    Titreringskurva för kolsyra titreringskurvan för en polyprotinsyra har flera ekvivalenspunkter, en för varje proton. I kolsyra fall har de två joniserande protonerna en unik ekvivalenspunkt.,

    Diprotic Syror

    En diprotic syra (här symboliseras av H2A) kan genomgå en eller två dissociations beroende på pH. Dissociation inte händer allt på en gång, varje dissociation steg har sin egen Ka värde, särskilt Ka1 och 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 första dissociationskonstant är nödvändigtvis bättre än det andra ( dvs, Ka1 > Ka2); detta beror på att den första proton att dissociera är alltid den starkast sura, följt i ordning av nästa starkast sura proton., Svavelsyra (H2SO4) kan till exempel donera två protoner i lösning:

    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{small}

    detta första dissociationssteg av svavelsyra kommer att ske helt, varför svavelsyra anses vara en stark syra; det andra dissociationssteget är emellertid endast svagt dissocierande.,

    Triprotinsyror

    en triprotinsyra (H3A) kan genomgå tre dissociationer och kommer därför att ha tre dissociationskonstanter: Ka1> Ka2> Ka3., Ta till exempel de tre dissociationsstegen av den gemensamma triprotinsyrafosforsyra:

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

    H_2PO_4^-(aq)\rightleftharpuns h^+(aq)+HPO_4^{2-}(aq)\quad\quad K_{A2}=small

    hpo_4^{2-}\rightleftharpoons h^+(AQ)+po_4^{3-}(aq)\quad\Quad K_{A3}=minsta

    fraktionerad koncentration av konjugerade basarter

    även om den efterföljande förlusten av varje vätejon är mindre gynnsam, är alla Polyprotinsyraens konjugatbaser närvarande i viss utsträckning i lösning., Varje arts relativa nivå är beroende av lösningens pH. Med tanke på pH och värdena för Ka för varje dissociationssteg kan vi beräkna varje arts fraktionskoncentration, α (alfa). Fraktionskoncentrationen definieras som koncentrationen av en viss konjugatbas av intresse, dividerad med summan av alla arters koncentrationer., Till exempel kommer en generisk diprotinsyra att generera tre arter i lösning: H2A, HA– och A2-och fraktionskoncentrationen av HA–, som ges av:

    \alpha=\frac{}{++}

    följande formel visar hur man hittar denna fraktionella koncentration av HA–, där pH och syradissociationskonstanterna för varje dissociationssteg är kända:

    fraktionella jonberäkningar för polyprotiska syraerovanstående komplexa ekvationer kan bestämma fraktionskoncentrationen av olika joner från polyprotiska syror.,