酸鹼平衡與滴定
多元酸
/ pol-ee-PROH-tik AS-id /
想像一個人帶著好幾枚硬幣,不是一次性全給出去,而是一枚一枚地遞,先遞出最容易割捨的那枚,最捨不得的那枚留到最後。多元酸對待它的氫離子就是這樣:它有不止一個可給,並且一步一步地把它們放出去。
正式地說,多元酸是一種每個分子能給出不止一個氫離子的酸,它通過一連串接續的解離步驟釋放這些氫離子,每一步都受自己的酸解離常數支配。第一個質子最容易脫出,所以第一個 Ka 最大;後面的每個質子都更難從一個越來越負的離子上拉走,所以常數隨每一步而變小。能給出兩個的叫二元酸,三個的叫三元酸。
這些酸之所以重要,是因為它們分步釋放的方式使滴定曲線出現不止一個跳變,並讓單一物質能在好幾個不同的 pH 值處緩衝。一個誠實的提醒是:當各步的 pKa 值彼此接近時,這些步驟會重疊:只有當接續的 pKa 值拉開得足夠遠時,你才能看到清晰可辨的多個化學計量點,否則這些跳變就會彼此模糊成一片。
磷酸是三元酸,pKa 值約為 2.1、7.2 和 12.3;用鹼滴定它會顯出兩個清晰的跳變,而第三個質子酸性太弱、給不出陡峭的終點,只能漸漸脫出。
彼此拉開的 pKa 值給出多個清晰的化學計量點。
每一步都有自己的 pKa,而且它們沿著序列總是遞增,因為從一個已經帶負電的離子上拉走質子更難。處於兩個質子之間的物種,比如碳酸氫根,是兩性的——它既能當酸又能當鹼。
又稱
另見