triprotischen

Triprotisch bezeichnet eine Klasse von Säuren, die pro Molekül drei Protonen abgeben können. Im wäßrigen Milieu durchlaufen triprotische Säuren drei aufeinanderfolgende Dissoziationsschritte und weisen entsprechend drei Säurekonstanten auf: Ka1, Ka2 und Ka3. Damit verbunden sind drei pKa-Werte, pKa1 < pKa2 < pKa3, die das Verhalten der Säure über verschiedene pH-Bereiche bestimmen und multiple Pufferbereiche ermöglichen.

Das Dissoziationsschema lässt sich allgemein so schreiben: H3A ⇌ H2A− + H+, Ka1; H2A− ⇌ HA2− + H+, Ka2; HA2− ⇌ A3− + H+, Ka3. Die drei Schritte zeigen, wie sich die Protonen schrittweise abgeben lassen und wie die Speziation der Spezies mit dem pH-Wert variiert. In Lösungen mit pH nahe an den pKa-Werten dominieren die jeweiligen Zwischenformen, wodurch triprotische Säuren mehrere charakteristische Pufferbereiche aufweisen. Eine dreifache Titration mit einer Base liefert theoretisch drei Äquivalenzpunkte, wobei deren Sichtbarkeit von der kurzen oder großen Abstand der pKa-Werte abhängt.

Typische Beispiele sind Phosphorsäure (H3PO4) und Zitronensäure (H3Cit). Phosphorsäure besitzt ungefähre pKa-Werte von 2,15; 7,20; 12,35, was eine Pufferung um neutralen pH sowie in basischen Bereichen ermöglicht. Zitronensäure hat etwa pKa-Werte von 3,13; 4,76; 6,40, was mehrere Pufferbereiche im sauren bis schwach neutralen Bereich ergibt. Triprotische Säuren spielen eine wichtige Rolle in Biologie, Chemie und Lebensmittelwissenschaft, insbesondere aufgrund ihrer dreifachen Pufferwirkung und analytischen Eigenschaften.