Πώς αποδεικνύετε ότι το θειικό οξύ είναι διφασικό;
1. Τιτλοδότηση:
* Διαδικασία: Τιτλοδότηση ενός γνωστού όγκου θειικού οξέος με τυποποιημένο διάλυμα ισχυρής βάσης όπως υδροξείδιο του νατρίου (ΝΑΟΗ).
* Παρατήρηση: Θα παρατηρήσετε δύο ξεχωριστά σημεία ισοδυναμίας κατά τη διάρκεια της τιτλοδότησης. Αυτό υποδεικνύει ότι το θειικό οξύ εξουδετερώνει δύο γραμμομόρια NaOH ανά γραμμομόριο H₂so₄.
* Επεξήγηση: Το πρώτο σημείο ισοδυναμίας αντιστοιχεί στην εξουδετέρωση του πρώτου πρωτονίου (H⁺) στο H₂so₄, σχηματίζοντας Hso₄⁻ (ιόν θειικού υδρογόνου). Το δεύτερο σημείο ισοδυναμίας αντιστοιχεί στην εξουδετέρωση του δεύτερου πρωτονίου, σχηματίζοντας So₄²⁻ (θειικό ιόν).
2. Αγκυιεύσεις:
* Διαδικασία: Μετρήστε την αγωγιμότητα ενός διαλύματος θειικού οξέος σε διαφορετικές συγκεντρώσεις.
* Παρατήρηση: Η αγωγιμότητα θα αυξηθεί σημαντικά καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση θειικού οξέος. Αυτό υποδεικνύει ότι το θειικό οξύ απελευθερώνει πολλαπλά ιόντα σε διάλυμα.
* Επεξήγηση: Ένα διβασικό οξύ όπως το θειικό οξύ θα απελευθερώσει δύο ιόντα Η ^ ανά μόριο σε διάλυμα, συμβάλλοντας σε υψηλότερη αγωγιμότητα σε σύγκριση με ένα μονοβασικό οξύ που απελευθερώνει μόνο ένα ιόν H⁺.
3. Αντίδραση με βάσεις:
* Διαδικασία: Αντιδρούν το θειικό οξύ με διαφορετικές βάσεις όπως το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και το υδροξείδιο του βαρίου (ΒΑ (ΟΗ) ₂).
* Παρατήρηση: Θα παρατηρήσετε το σχηματισμό διαφορετικών αλάτων. Με το NaOH, θα πάρετε θειικό νάτριο (na₂so₄), ενώ με Ba (OH) ₂, θα πάρετε θειικό βαρόλιο (baso₄).
* Επεξήγηση: Ο σχηματισμός αλάτων με διαφορετικές στοιχειομετρικές αναλογίες υποδεικνύει ότι το θειικό οξύ έχει δύο όξινα πρωτόνια που μπορούν να αντικατασταθούν από κατιόντα από βάσεις.
4. Φασματοσκοπικές τεχνικές:
* Διαδικασία: Αναλύστε το υπέρυθρο (IR) φάσμα θειικού οξέος.
* Παρατήρηση: Το φάσμα IR θα παρουσιάσει δύο ξεχωριστές κορυφές που αντιστοιχούν στις δονήσεις τεντώματος δύο διαφορετικών τύπων δεσμών Ο-Η (ένα για κάθε όξινο πρωτόνιο).
* Επεξήγηση: Αυτό επιβεβαιώνει ότι το θειικό οξύ έχει δύο όξινα πρωτόνια, καθιστώντας το διφασικό.
Συνοπτικά:
Η διχασική φύση του θειικού οξέος αποδεικνύεται από την ικανότητά του να εξουδετερώνει δύο ισοδύναμα βάσης, την υψηλή αγωγιμότητά του λόγω της απελευθέρωσης πολλαπλών ιόντων, του σχηματισμού των αλάτων με διαφορετικές στοιχειομετρίες και την παρουσία δύο διαφορετικών δεσμών Ο-Η στο φάσμα IR του.
