Wird eine zweiprotonige Säure wie beispielsweise Oxalsäure (H₂C₂O₄) mit einer starken Base wie Natronlauge titriert, unterscheidet sich der pH-Wert Anstieg und entsprechend auch der Kurvenverlauf von einer Titration einer einprotonigen Säuren mit einer starken Base. Abhängig von der Konzentration der Oxalsäure ist der pH-Wert zu Beginn im sehr sauren bis leicht sauren Bereich (pK_S von 1,46). In unserem Beispiel gehen wir von einer 0,01 molaren Lösung mit einem pH-Wert von 1,73 aus.

Ähnlich wie bei der Titration einer einprotonigen Säure nimmt der pH-Wert zu Beginn nur geringfügig zu und der Graph verläuft beinahe waagerecht. Nachdem vermehrt die Base zu unserer Lösung pipettiert wurde, steigt der pH-Wert stark an, bevor er erneut abflacht. In dem Bereich, in dem der Graph den Anstieg verzeichnet, liegt der erste Äquivalenzpunkt. An diesem Punkt hat der größte Teil der Oxalsäure (H₂C₂O₄) ein Proton abgegeben und liegt als einprotoniges Hydrogenoxalat (HC₂O₄^–) vor. Der Vollständigkeit halber sollte noch erwähnt werden, dass an dem 1. Äquivalentpunkt einige der Oxalsäuremoleküle noch kein Proton abgegeben haben, während andere Moleküle bereits beide Protonen abgegeben haben. Bei einem pK_S-Wert von 4,19 und einer Konzentration von 0,01 mol/L liegt der pH-Wert an dem 1. Äquivalentpunkt bei 3,1.

Durch die Zugabe weiterer Base steigt der pH-Wert erneut schwach an. Ähnlich wie zu Beginn des Versuchs, erfolgt nach einer ähnlich großen Menge der Base der zweite Anstieg. Dieser kennzeichnet den zweiten Äquivalenzpunkt, an dem ein Großteil des Hydrogenoxalats (HC₂O₄^–) seine beiden Protonen jeweils abgegeben hat und als Oxalat-Ionen (C₂O₄^2-) vorliegt. Man erkennt, dass dieser Anstieg deutlich stärker ist. Dies liegt daran, dass hier die meisten Oxalsäuremoleküle bereits ein Proton abgegeben haben und als HC₂O₄^–-Ionen vorliegen. Diesen einfach negativ geladenen Ionen erneut ein Proton zu entziehen ist wesentlich schwieriger. Daraus folgt, dass die Säurestärke eines Moleküls abnimmt, wenn dem Molekül weniger leicht ein Proton entzogen werden kann.

Frage: 50 mL HCl-Lösung wurden mit NaOH titriert. Nach 20 mL wurde der Äquivalenzpunkt erreicht. Die Konzentration der NaOH-Maßlösung betrug 1 mol/L. Wie hoch ist die Konzentration der HCl-Lösung?

Vorüberlegung:

Die Reaktion lautet:

HCl+NaOH → Na⁺+ Cl^- +H₂O

Am Äquivalenzpunkt ist die Stoffmenge HCl und NaOH gleich groß: n_HCl = n_NaOh

Da die Stoffmenge n = c · V ist (V ist das Volumen), lässt sich dies auch folgendermaßen schreiben:

c_HCl · V_HCl = c_NaOH · V_NaOH

Gesucht ist die Konzentration der HCl-Lösung. Dazu stellen wir diese Formel um:

Rechnung:

Zuletzt müssen nur noch die aus der Aufgabenstellung bekannten Werte eingesetzt werden: