Polyprotische Säuren und Basen

Titrationen

Bei Titrationen von starken Säuren + starken Basen ändert sich der pH-Wert zunächst langsam, dann schnell bis zum Äquivalenzpunkt von pH=7 und dann wieder langsamer. Wenn in einer starken Säure titriert wird, steigt der pH-Wert bei Zugabe der Base an. Umgekehrt, wenn es in einer starken Base titriert wird, sinkt der pH-Wert, wenn die Säure zugegeben wird.

  • Bei Titrationen von starken Säuren + schwachen Basen ändert sich der pH-Wert am Äquivalenzpunkt langsam und der pH-Wert entspricht dem pKa-Wert der Säure. Der pH-Wert liegt unter 7.
  • Für die schwache Säure + starke Base liegt der pH-Wert am Äquivalenzpunkt über 7.
  • Wenn nach dem Äquivalenzpunkt eine starke Säure oder eine starke Base übrig bleibt, kann dies verwendet werden, um den pH-Wert der Lösung zu finden.

Als Nächstes werfen wir einen Blick auf Schwefelsäure. Diese einzigartige polyprotische Säure ist die einzige, die nach dem ersten Schritt vollständig deprotoniert ist:

Nun wollen wir etwas schwierigeres versuchen. Die Ionisierung von Phosphorsäure (diesmal drei Dissoziationsreaktionen) kann wie folgt geschrieben werden:

Beginnen Sie mit H3PO4:

Aus diesen obigen Reaktionen können wir sehen, dass es drei Schritte braucht, um das H+-Ion vollständig zu entfernen. Das bedeutet auch, dass diese Reaktion drei Äquivalenzpunkte erzeugt. Polyprotische Basen sind Basen, die in Säure-Base-Reaktionen mindestens ein H+-Ion, also ein Proton, aufnehmen können.

Gebräuchliche polyprotische Basen Formel Strong/Weak Base Diprotische/Triprotische Base
Phosphat-Ion PO43- Schwach Triprotisch
Sulfat-Ion SO42- Sehr schwach Diprotisch
Carbonat-Ion CO32- Stark Diprotisch

Erst, beginnen Sie mit der Reaktion A3- + H2O ? HA2- + OH-

Kb1= /=KW/Ka3

Dann setzen wir die Produkte über die Edukte ein:

HA2- + H2O ? H2A- + OH-

Kb2 = /=KW/Ka2

Schließlich bleibt noch die dritte Dissoziation, also Kb3:

H2A- + H2O ? H3A + OH-

Kb3 = /=KW/Ka1

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