Protonen nacheinander
- Mehrprotonig:Das Säureteilchen besitzt mehrere abgebbare H-Atome, meist an O gebunden: H₂SO₄, H₂SO₃ (zweiprotonig), H₃PO₄ (dreiprotonig).
- Nicht jedes H zählt:In CH₃COOH gibt nur das H der Carboxygruppe ein Proton ab; C–H-Bindungen sind kaum polar — Essigsäure ist einprotonig.
- Stufenweise:Die Protonen gehen nacheinander über — jede Stufe ist eine eigene Protolyse mit Wasser.
- Zwischenstufen:H₂PO₄⁻ und HPO₄²⁻ können ein Proton abgeben und aufnehmen: Sie sind Ampholyte.
Protolysestufen der Phosphorsäure:
\(\ce{H3PO4 + H2O <=>}\) \(\ce{H2PO4- + H3O+}\)
\(\ce{H2PO4- + H2O <=>}\) \(\ce{HPO4^2- + H3O+}\)
\(\ce{HPO4^2- + H2O <=>}\) \(\ce{PO4^3- + H3O+}\)
Mehrprotonig: Das Teilchen hat mehrere abgebbare H-Atome, meist O-gebunden (\(\ce{H2SO4}\) zweiprotonig, \(\ce{H3PO4}\) dreiprotonig).
Nicht jedes H zählt: Essigsäure ist einprotonig: Nur das H der Carboxygruppe wird abgegeben.
Stufenweise: Jede Stufe ist eine eigene Protolyse; die Zwischenstufen sind Ampholyte.
Jede Stufe ist schwächer
- Maß der Stärke:Tabellenwert \(\mathrm{p}K_\mathrm{S}\): Je kleiner, desto leichter gibt das Teilchen sein Proton ab.
- Ladung bremst:Jede weitere Stufe muss ein H⁺ von einem stärker negativ geladenen Teilchen lösen — die Anziehung wächst.
- Folge:In der Lösung einer mehrprotonigen Säure stammt fast alles H₃O⁺ aus der ersten Stufe.
Ordne die Teilchen so, dass von oben nach unten bei jedem Schritt genau ein Proton abgegeben wird. Karten ziehen oder mit Tab anwählen und mit ↑/↓ verschieben, Enter prüft. Die Säure wählst du im Balken.
Halte fest: Jede Stufe gibt genau ein Proton ab, die Ladung sinkt um 1 — und jede Stufe ist um mehrere Zehnerpotenzen schwächer als die vorige: pKs₁ < pKs₂ < pKs₃.
Abstufung: \(\mathrm{p}K_{\mathrm{S}1} < \mathrm{p}K_{\mathrm{S}2} < \mathrm{p}K_{\mathrm{S}3}\)
pKs: Je kleiner der Wert, desto leichter wird das Proton abgegeben.
Stufen: Jede Stufe gibt genau ein Proton ab; die Ladung sinkt um 1. Jede weitere Stufe ist schwächer, da H⁺ von einem stärker negativen Teilchen gelöst werden muss.
Folge: Fast alles \(\ce{H3O+}\) stammt aus der ersten Stufe.
Allgemeine Hinweise
Keine Sammelgleichung
\(\ce{H3PO4 + 3 H2O ->}\) \(\ce{PO4^3- + 3 H3O+}\) beschreibt nicht, was in der Lösung passiert: Phosphorsäure-Lösung enthält praktisch kein PO₄³⁻. Die Stufen einzeln formulieren.
Schwefelsäure: nur die erste Stufe vollständig
H₂SO₄ gibt das erste Proton praktisch vollständig ab (→), HSO₄⁻ das zweite nur teilweise (⇌).
Namen verraten die Stufe
Dihydrogen-, Hydrogen-, ohne Vorsilbe: Mit jedem abgegebenen Proton fällt ein „Hydrogen“ weg und die Ladung sinkt um 1.