Ортофосфорная кислота: применение против ржавчины

Буфферный раствор

Растворы, которые сохраняют уровень pH при добавлении небольшого количества сильной кислоты или сильного основания, в основном состоят из:

  • Смесь слабой кислоты, соответствующей соли и слабого основания
  • Слабое основание, соответствующая соль и сильная кислота

Для подготовки буфферного раствора определённой кислотности необходимо смешать слабую кислоту или основание с соответствующей солью, при этом необходимо учесть:

  • Интервал pH в котором буфферный раствор будет эффективен
  • Ёмкость раствора — количество сильной кислоты или сильного основания, которые можно добавить не повлияв на pH раствора
  • Не должно происходить нежелаемых реакций, которые могут изменить состав раствор

Свойства

H3PO4 — трехосновная кислота средней силы. При взаимодействии с очень сильной кислотой, например, с хлорной HClO4, фосфорная кислота проявляет признаки амфотерности — образуются соли фосфорила, например [Р(ОН)4]·(ClO4).

Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра — образуется жёлтый осадок:

fd0be0786dd4af19459c1b29dd0c4ff0.png

Качественной реакцией на ион РО43− является образование ярко-жёлтого осадка молибденофосфата аммония:

Диссоциация воды

Диссоциация — это распад вещества на составляющие молекулы. Свойства кислоты или основания зависят от равновесия, которое присутствует в воде:

H2O + H2O ↔ H3O+(р-р) + OH(р-р) Kc = [H3O+][OH]/[H2O]2 Константа равновесия воды при t=25°: Kc = 1.83⋅10-6, также имеет место следующее равенство: [H3O+][OH] = 10-14, что называется константой диссоциации воды. Для чистой воды [H3O+] = [OH] = 10-7, откуда -lg[H3O] = 7.0.

Данная величина (-lg[h3O]) называется pH — потенциал водорода. Если pH < 7, то вещество имеет кислотные свойства, если pH > 7, то вещество имеет основные свойства.

Что такое сильная кислота

Сильные кислоты — это молекулы, которые полностью распадаются на ионы, когда они находятся в воде. Другими словами, кислоты выделяют Н+ ионы в раствор путем их полной ионизации. Сила кислоты характеризуется их константа диссоциации кислоты значения (К). Обычно сильные кислоты имеют очень большой Кзначение.

Чем сильнее кислота, тем легче она теряет протоны. Эти протоны легко высвобождаются благодаря высокой полярности связи между атомом Н и остальной частью молекулы. это полярность определяется электроотрицательностью двух атомов, участвующих в этой связи. депротонирования (удаление протона) сильной кислоты зависит от полярности и размера аниона, к которому присоединен протон.

В качестве примера, если рассматривается кислота под названием H-A, диссоциация кислоты HA может быть представлена ​​как

HA(Водно) + H2О(Л) а(Водно) + H3О+(Водно)

Но если молекула кислоты имеет больше чем один протон, который может быть выпущен, это может быть показано как ниже. Приведенный ниже пример показывает диссоциацию дипротоновой кислоты. Это означает, что он может выпустить два протона.

ЧАС2В(Водно) + H2О(Л) à B2-(Водно)              + H3О+(Водно)

С другой стороны, сильные кислоты сильно влияют на pH раствора, поскольку сильные кислоты выделяют в раствор ионы H +. PH зависит от концентрации H +. Соотношение между концентрацией H + и pH может быть указано ниже.

pH = -log [H+(Водно)]

Если кислота является сильной кислотой, значение pH является очень малым значением. Например, если сильная монопротонная кислота находится в воде при 0,1 моль-1 концентрация, рН раствора будет,

pH = -log [H+(Водно)] pH = -log [0,1 моль-1  ]

=       1

Примеры сильных кислот

  • Соляная кислота (HCl)
  • Азотная кислота (HNO3)
  • Серная кислота (H2ТАК4)
  • Бромистоводородная кислота (HBr)
  • Иодистоводородная кислота (HI)
  • Хлорная кислота (HClO4)
  • Хлорная кислота (HClO3)

Что такое слабая кислота

Слабые кислоты — это молекулы, которые частично растворяются в ионах в водных растворах. Слабые кислоты не выделяют все Н+ ионы в раствор. Константа диссоциации кислоты (К) это небольшое значение, чем у сильных кислот. РН раствора составляет около 3-5. Это потому, что слабая кислота не повышает концентрацию H + в растворе, как сильная кислота. В системе слабой кислоты в воде в растворе присутствуют ионы H +, анион молекулы и молекула слабой кислоты.

Например, диссоциация этановой кислоты может быть показана, как показано ниже.

difference-between-strong-and-weak-acids-1.jpg

Рисунок 1: Диссоциация этановой кислоты

При написании диссоциации слабых кислот следует использовать двойные стрелки вместо одной стрелки. Это показывает, что реакция является равновесной реакцией.

Примеры слабых кислот

  • Серная кислота (H2ТАК3)
  • Фосфорная кислота (H3ПО4)
  • Плавиковая кислота (HF)
  • Азотистая кислота (HNO2)
  • Бензойная кислота (С6ЧАС5COOH)
  • Муравьиная кислота (HCOOH)
  • Уксусная кислота (СН3COOH)

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий