16.10: 多価酸の滴定
多価酸は複数の電離可能な水素を含み、段階的な電離過程を経ます。 イオン化可能なプロトンの酸解離定数が互いに十分に異なる場合、このような多価酸の滴定曲線には、イオン化可能な水素ごとに異なる当量点が形成されます。したがって、二価酸の滴定では2つの当量点が、三価酸の滴定では滴定曲線上に3つの当量点が形成されることになります。
炭酸(H2CO3)は、弱い二価酸の一例です。炭酸の最初のイオン化では、わずかなヒドロニウムイオンと炭酸水素イオンが生成されます。
1段階目の電離:
炭酸水素イオンは、酸としても作用します。電離した後、さらに少量のヒドロニウムイオンや炭酸イオンを生成します。
2段階目の電離:
Ka1はKa2よりも104倍も大きいです。そのため、H2CO3をNaOHのような強塩基で滴定すると、電離可能な水素ごとに2つの異なる当量点が得られます。
三価酸であるリン酸は、3段階で電離します。
1段階目の電離:
2段階目の電離:
3段階目の電離:
H3PO4をKOHのような強塩基で滴定すると、電離可能な各水素に対して3つの当量点が得られます。しかし、HPO42−は非常に弱い酸であるため、3つ目の当量点は滴定曲線上では容易に見分けることができません。
上記の文章は以下から引用しました。 Openstax, Chemistry 2e, Section 14.5: Polyprotic Acids.