Analiza acidului fosforic triprotic prin titrare

Analiza acidului fosforic triprotic prin titrare

Acidul fosforic este un acid triprotic. Atunci cand este dizolvat in apa, el elibereaza initial un proton si se disociaza in dihidrogen fosfat, comportandu-se ca un acid monoprotic . Adaugarea hidroxidului de sodiu, de exemplu, in timpul titrarii, duce mai intai la disocierea completa a acidului fosforic in dihidrogen fosfat.

A doua protoliza, adica reactia la hidrogen fosfat , are loc numai dupa atingerea unui pH ridicat, aproximativ pH 9. A treia protoliza necesita un pH mult mai mare. In experimentul Analiza acidului fosforic triprotic prin titrare, primele doua etape de protoliza ale acidului fosforic sunt determinate intr-o titrare automata.

Scopurile Experimentului

• Realizarea unei titrari automate cu un contor de picaturi.
• Determinarea punctelor de echivalenta ale acidului fosforic.
• Calcularea valorilor pH si pKa.
• Recunoasterea efectului de tampon al solutiilor (tamponi fosfati).

Principii

Orice acid se descompune intr-un ion hidroniu si un reziduu acid atunci cand reactioneaza cu apa. Aceasta se numeste disociere. Acest lucru se aplica si acidului fosforic.

Se creeaza un echilibru intre acidul fosforic nedisociat si dihidrogenul fosfat disociat. Cu toate acestea, acidul fosforic este un acid triprotic. Are trei atomi de hidrogen disociabili pe molecula. La fel ca si in cazul altor acizi poliprotici, acesta se disociaza treptat. Un echilibru de reactie poate fi creat pentru fiecare dintre aceste etape (fiecare etapa de protoliza).

Echilibrele pot fi descrise in fiecare caz utilizand legea actiunii maselor. In acest fel, constanta de disociere a acidului Ka si puterea acidului (valoarea pKa) pot fi calculate pentru fiecare etapa de protoliza. Astfel, A reprezinta forma disociata, iar HA reprezinta forma nedisociata.

Valoarea pKa creste cu fiecare etapa de protoliza. Acest lucru este tipic pentru acizii poliprotici, deoarece primul proton poate fi separat mai usor decat protonii urmatori. Cea mai dificila este separarea celui de-al treilea proton de ionul deja incarcat negativ dublu HPO4^2-.

Deoarece valorile pKa pentru acidul fosforic difera cu un factor de cinci, trei stari de echilibru pot fi observate independent una de cealalta. Prin urmare, pot fi determinate mai multe puncte de echivalenta in timpul titrarii acidului fosforic. Pentru primul punct de echivalenta, este necesara o cantitate echivalenta de hidroxid de sodiu, iar pentru al doilea punct de echivalenta, de doua ori cantitatea. Din acest motiv, adesea nu este specificata doar molaritatea (mol/L) pentru concentratia acizilor si bazelor, ci si normalitatea, care este data de numarul de echivalente titrabile inmultit cu molaritatea.

Pentru titrare in acest experiment, se va trasa un grafic al valorii pH in functie de volumul adaugat, folosind un contor de picaturi. Acesta contine o bariera de lumina care numara fiecare picatura. Numarul de picaturi poate fi apoi convertit intr-un volum in CASSY Lab. Curba de titrare pentru acidul fosforic va fi investigata in evaluare, iar efectul de tampon al solutiei va fi stabilit.

Evaluarea Riscurilor

Acidul fosforic si solutia de hidroxid de sodiu sunt corozive in concentratiile utilizate. Manipulati-le cu ochelari de protectie si manusi. Solutia tampon si solutia de tioftalaleina nu sunt clasificate ca substante periculoase.