Mehrprotonige Säuren

Donator-Akzeptor-Prinzip / Säure-Base-Chemie

Tabelle 1 enthält Säuren wie Salzsäure (HCl), aber auch Säuren wie Schwefelsäure (H₂SO₄) und Phosphorsäure (H₃PO₄). Diese Säuren unterscheiden sich in ihrer Anzahl an gebundenen H-Atomen und somit in ihrer Anzahl an Protonen, die sie in einer Protolyse abgeben können. Bei der Salzsäure handelt es sich um eine einprotonige Säure. Schwefelsäure ist eine zweiprotonige und Phosphorsäure eine dreiprotonige Säure. Die Abgabe der Protonen erfolgt bei mehrprotonigen Säuren immer schrittweise. Dies bedeutet, dass wir für jedes abgegebene Proton eine Dissoziationsstufe aufschreiben können. In Abbildung 5 ist dies am Beispiel der Schwefelsäure gezeigt.

Abbildung 5: Dissoziationsstufen der zweiprotonigen Säure H2SO4 (Schwefelsäure)

Pro Dissoziationsstufe wird ein Proton von der Säure abgegeben. In der 1. Dissoziationsstufe entstehen aus der Schwefelsäure (H₂SO₄) in Wasser (H₂O) Hydrogensulfat (HSO₄^-) und ein Oxoniumion (H₃O⁺). Da jede Dissoziationsstufe ein chemisches Gleichgewicht darstellt, werden aus den gebildeten Ionen in der Rückreaktion wieder die eingesetzten Stoffe. Folgende konjugierte Säure-Base-Paare lassen sich für diese Dissoziationsstufe benennen: H₂SO₄/HSO₄^- und H₃O⁺/H₂O.

Das Hydrogensulfat (HSO₄^-) kann entweder in der Rückreaktion als Base fungieren oder als Säure in der 2. Dissoziationsstufe reagieren. Das Hydrogensulfat trägt ein Proton, welches ebenfalls abgegeben werden kann. Dabei betrachten wir wieder die Dissoziation in Wasser (H₂O). Es entsteht ein weiteres Oxoniumion (H₃O⁺) und ein Sulfation (SO₄^2-). Folgende konjugierte Säure-Base-Paare lassen sich für diese Dissoziationsstufe benennen: HSO₄^-/SO₄^2- und H₃O⁺/H₂O.

Merke

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Merke: Mehrprotonige Säuren haben mehr als ein Proton in ihrer Struktur gebunden. Für jedes Proton kann eine Dissoziationsstufe aufgeschrieben werden, wobei jede Dissoziationsstufe eine Gleichgewichtsreaktion darstellt.

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