16.9
Eine polyprotische Säure enthält mehrere ionisierbare Protonen, die jeweils in einem bestimmten Schritt dissoziieren. Der Verlust jedes Protons hat ein anderes Ka, und jede nachfolgende Säuredissoziationskonstante ist schwächer als die vorherige.
Zum Beispiel hat eine schwefelhaltige Säure zwei ionisierbare Protonen. Ka1 für die Dissoziation des ersten Protons beträgt 1,6 × 10−2, während Ka2 für die Dissoziation des zweiten Protons 6,4 × 10−8 beträgt.
Wird schweflige Säure mit einer starken Base, wie z. B. Natriumhydroxid, titriert, wird zunächst das erste ionisierbare Proton entfernt, wobei Schwefelwasserstoff-Ionen entstehen. Dieser Teil der Titrationskurve ähnelt dem einer schwachen monoprotischen Säure und einer starken Base. Es hat einen Äquivalenzpunkt, und der pH-Wert der Lösung am halben Äquivalenzpunkt ist gleich pKa1.
Wenn mehr Base hinzugefügt wird, neutralisiert es das zweite ionisierbare Proton. Da die Konzentration des Schwefelwasserstoff-Ions der ursprünglichen schwefelhaltigen Säure entspricht, wird die gleiche Menge an Base benötigt, um sie zu neutralisieren. Daher sind zwei Mol einer Base notwendig, um ein Mol einer Diprotinsäure vollständig zu neutralisieren.
Die Titrationskurve für den zweiten Neutralisationsschritt weist ebenfalls einen zweiten halben Äquivalenzpunkt auf, bei dem der pH-Wert der Lösung pKa2 entspricht, und einen zweiten Äquivalenzpunkt, der im basischen Bereich liegt.
In ähnlicher Weise weist die Kurve für die Titration von triprotischer Phosphorsäure mit einer starken Base drei Äquivalenzpunkte auf.
Daher ist während der Titration einer schwachen polyprotischen Säure die Anzahl der in der Titrationskurve erzeugten Äquivalenzpunkte gleich der Anzahl der vorhandenen ionisierbaren Protonen, solange die Differenz zwischen den Ka-Werten der ionisierbaren Protonen mehr als das Zehntausendfache beträgt.
Eine polyprotische Säure enthält mehr als einen ionisierbaren Wasserstoff und durchläuft einen schrittweisen Ionisierungsprozess. Wenn sich die Säured…
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