16.9: Titration einer polyprotischen Säure

Eine polyprotische Säure enthält mehr als einen ionisierbaren Wasserstoff und durchläuft einen schrittweisen Ionisationsprozess. Wenn die sauren Dissoziationskonstanten der ionisierbaren Protonen ausreichend voneinander abweichen, dann erzeugt die Titrationskurve für eine solche polyprotische Säure einen eindeutigen Äquivalenzpunkt für jeden ihrer ionisierbaren Wasserstoffatome. Daher führt die Titration einer Diprotinsäure zur Bildung von zwei Äquivalenzpunkten, während die Titration einer Triprotinsäure zur Bildung von drei Äquivalenzpunkten auf der Titrationskurve führt.

Kohlensäure, H₂CO₃, ist ein Beispiel für eine schwache Diprotinsäure. Bei der ersten Ionisierung von Kohlensäure entstehen Hydronium-Ionen und Bikarbonat-Ionen in geringen Mengen.

Erste Ionisation:

Das Bikarbonat-Ion kann auch als Säure wirken. Es ionisiert und bildet Hydronium-Ionen und Karbonation-Ionen in noch geringeren Mengen.

Zweite Ionisation:

Der K_a1 ist um den Faktor 10⁴ größer als der K_a2. Wenn H₂CO₃ mit einer starken Base wie NaOH titriert wird, erzeugt es daher zwei unterschiedliche Äquivalenzpunkte für jeden ionisierbaren Wasserstoff.

Phosphorsäure, eine Triprotinsäure, ionisiert in drei Schritten:

Erste Ionisation:

Zweite Ionisation:

Dritte Ionisation:

Wenn H₃PO₄ mit einer starken Base wie KOH titriert wird, erzeugt es drei Äquivalenzpunkte für jeden ionisierbaren Wasserstoff. Da es sich bei HPO₄²⁻ jedoch um eine sehr schwache Säure handelt, ist der dritte Äquivalenzpunkt auf der Titrationskurve nicht ohne weiteres erkennbar.

Dieser Text wurde angepasst von Openstax, Chemie 2e, Abschnitt 14.5: Polyprotische Säuren.