Monoprotische vs. Polyprotische Säuren
Säuren werden von verschiedenen Wissenschaftlern auf verschiedene Weise definiert. Arrhenius definiert eine Säure als eine Substanz, die in der Lösung H3O+-Ionen abgibt. Bronsted-Lowry definiert eine Base als eine Substanz, die ein Proton aufnehmen kann. Die Lewis-Säure-Definition ist weitaus häufiger als die beiden oben genannten. Demnach ist jeder Elektronenpaar-Donor eine Base. Gemäß der Arrhenius- oder Bronsted-Lowry-Definition sollte eine Verbindung einen Wasserstoff und die Fähigkeit haben, ihn als Proton abzugeben, um eine Säure zu sein. Laut Lewis kann es jedoch Moleküle geben, die keinen Wasserstoff besitzen, aber als Säure wirken können. Beispielsweise ist BCl3 eine Lewis-Säure, weil sie ein Elektronenpaar aufnehmen kann. Ein Alkohol kann eine Bronsted-Lowry-Säure sein, weil er ein Proton abgeben kann, aber laut Lewis ist er eine Base.
Unabhängig von den obigen Definitionen identifizieren wir normalerweise eine Säure als Protonendonator. Säuren schmecken säuerlich. Limettensaft und Essig sind zwei Säuren, denen wir zu Hause begegnen. Sie reagieren mit Basen unter Bildung von Wasser, und sie reagieren auch mit Metallen unter Bildung von H2, wodurch die Metallkorrosionsrate erhöht wird. Säuren können basierend auf ihrer Fähigkeit, Protonen zu dissoziieren und zu produzieren, in zwei Kategorien eingeteilt werden. Starke Säuren wie HCl, HNO3 werden in einer Lösung vollständig zu Protonen ionisiert. Schwache Säuren wie CH3COOH dissoziieren teilweise und geben weniger Protonen ab. Ka ist die Säuredissoziationskonstante. Sie gibt einen Hinweis auf die Fähigkeit, ein Proton einer schwachen Säure abzugeben. Um zu überprüfen, ob eine Substanz eine Säure ist oder nicht, können wir verschiedene Indikatoren wie Lackmuspapier oder pH-Papier verwenden. In der pH-Skala sind 1-6 Säuren vertreten. Eine Säure mit einem pH-Wert von 1 gilt als sehr stark, und mit steigendem pH-Wert nimmt der Säuregeh alt ab. Außerdem färben Säuren blauen Lackmus rot.
Monoprotische Säure
Wenn ein Säuremolekül in einer wässrigen Lösung dissoziiert und dabei ein einzelnes Proton ergibt, wird diese Säure als monoprotische Säure bezeichnet. HCl und Salpetersäure (HNO3) sind einige Beispiele für monoprotische Mineralsäuren. Es folgt die Dissoziation für HCl im wässrigen Medium, um ein Proton abzugeben.
HCl → H+ + Cl–
Neben der Mineralsäure kann es auch monoprotische organische Säuren geben. Wenn es eine Carboxylgruppe gibt, ist diese Säure normalerweise monoprotisch. Zum Beispiel sind Essigsäure, Benzoesäure und eine einfache Aminosäure wie Glycin monoprotisch.
Polyprotische Säure
Mehrprotonige Säuren enth alten mehr als ein Wasserstoffatom, die als Protonen abgegeben werden können, wenn sie in einem wässrigen Medium gelöst werden. Genauer gesagt, wenn sie zwei Protonen abgeben, nennen wir sie diprotisch und wenn sie drei Protonen abgeben, triprotisch usw. Schwefelwasserstoff (H2S) und H2 SO4 sind zweiprotonige Säuren, die zwei Protonen abgeben. Phosphorsäure (H3PO4) ist eine Triprotinsäure. In den meisten Fällen dissoziieren mehrprotonige Säuren nicht vollständig und geben alle Protonen gleichzeitig ab. Dissoziationskonstanten für jede Dissoziation variieren. Zum Beispiel beträgt die erste Dissoziationskonstante von Phosphor 7,25 × 10 3, was ein größerer Wert ist. Es findet also die vollständige Dissoziation statt. Die zweite Dissoziationskonstante ist 6,31×10−8, und die dritte ist 3,98×10−13, was weniger günstige Dissoziationen sind als die erste.
Was ist der Unterschied zwischen Monoprotonensäure und Polyprotonensäure?
• Monoprotic gibt nur ein Proton von einem einzelnen Säuremolekül ab, wenn es in einem wässrigen Medium dissoziiert.
• Polyprotisch bedeutet, dass mehrere Protonen aus einem einzigen Molekül abgegeben werden.
