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16.9:

Titulação de um Ácido Poliprótico

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Titration of a Polyprotic Acid

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Um ácido poliprótico contém múltiplos prótons ionizáveis, e cada um se dissocia num passo distinto. A perda de cada próton tem um Ka diferente, e cada ácido subsequente constante de dissociação é mais fraca do que a anterior. Por exemplo, o ácido sulfuroso tem dois prótons ionizáveis.Ka1 para a dissociação do primeiro próton é de 1, 6 10-², enquanto Ka2 para a dissociação do segundo próton é de 6, 4 10-⁸. Se o ácido sulfuroso for titulado com uma base forte, como o hidróxido de sódio, o primeiro próton ionizável é removido inicialmente, gerando íons de sulfito de hidrogénio. Esta parte da curva de titulação é semelhante ao de um ácido monoprótico fraco e uma base forte.Tem um ponto de Equivalência, e o pH da solução no ponto de semi-equivalência é igual a pKa1. Como é adicionada mais base, neutraliza o segundo próton ionizável. Como a concentração de íon sulfito de hidrogénio é igual ao ácido sulfuroso inicial, a mesma quantidade de base é necessária para a neutralizar.Portanto, dois moles de uma base são necessários para neutralizar uma mole de um ácido diprótico por completo. A curva de titulação para a segunda etapa de neutralização também tem um segundo ponto de semi-equivalência, onde o pH da solução é igual a pKa2, e um segundo ponto de equivalência, que se situa na regíon da base. Da mesma forma, a curva para a titulação do ácido triprótico fosfórico com uma base forte tem três pontos de equivalência.Portanto, durante a titulação do ácido poliprótico fraco, o número de pontos de equivalência gerado na titulação é igual à curva número de prótons ionizáveis presente desde que a diferença entre os valores Ka dos prótons ionizáveis é mais de dez mil dobras.

16.9:

Titulação de um Ácido Poliprótico

Um ácido poliprótico contém mais de um hidrogénio ionizável e sofre um processo de ionização por passos.  Se as constantes de dissociação ácida dos protões ionizáveis diferirem suficientemente umas das outras, então a curva de titulação para esse ácido poliprótico gera um ponto de equivalência distinto para cada um dos seus hidrogénios ionizáveis. Por conseguinte, a titulação de um ácido diprótico resulta na formação de dois pontos de equivalência, enquanto que a titulação de um ácido triprótico resulta na formação de três pontos de equivalência na curva de titulação.

O ácido carbónico, H2CO3, é um exemplo de um ácido diprótico fraco. A primeira ionização do ácido carbónico produz iões hidrónio e iões bicarbonato em pequenas quantidades.

Primeira ionização:

Eq1

O ião bicarbonato também pode funcionar como um ácido. Ioniza e forma iões hidrónio e iões carbonato em quantidades ainda mais pequenas.

Segunda ionização:

Eq2

Ka1 é maior que Ka2 por um factor de 104. Portanto, quando H2CO3 é titulado com uma base forte como NaOH, produz dois pontos de equivalência distintos para cada hidrogénio ionizável.

O ácido fosfórico, um ácido triprótico, ioniza em três passos:

Primeira ionização:

Eq3

Segunda ionização:

Eq4

Terceira ionização:

Eq5

Quando H3PO4 é titulado com uma base forte como KOH, produz três pontos de equivalência para cada hidrogénio ionizável. No entanto, uma vez que HPO42− é um ácido muito fraco, o terceiro ponto de equivalência não é facilmente perceptível na curva de titulação.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 14.5: Polyprotic Acids.