NaOHでpH7.0に調整した0.076Mリン酸がある。この溶液における[H3PO4],[H2PO4^-],[HPO4^2-],[PO4^3-]を求めよ。k1=7.5×10^-3 k2=6.6×10^-8 k3=9.4×10^-13とする。この問題で質問です。第2段、第3段解離を無視して、第1段解離で生じた[H^+]=10^-7とします。[H2PO4^-]=10^-7 [H3PO4]+[H2PO4^-]=0.076 これから、[H3PO4]が約0.076Mとなる。第2段・第3段解離では、ほとんど解離しないので、[HPO4^2-]=[PO4^3-]=0としました。これであっているのでしょうか?もし、この問題を解くのに参考になるWebページなどがありましたら、教えてください。
No.4ベストアンサー
- 回答日時:
> [H3PO4]の値がおかしいと思うのですが
おかしいですね.
> 第1段解離で生じる[H^+]はどのようにあらわしたらいいのでしょうか?
第1段階とか考えるからおかしくなるのです.結果として,今,[H+]=10^-7 という状態になっているのです.単純にそれだけ.平衡定数の式にしても何にしても,今の溶液については [H+]=10^-7 以外の条件は適用のしようがありません.
> [PO4^3-]は 9.4×10^-13=x^2/0.0302としました。[PO4^3-]=[H^+]=xとして計算したのですが
これも.[H+]=10^-7 とわかっているのですから,それをそのまま使うしかありません.
すでに書いたように,
> [H2PO4(-)]+[HPO4(2-)]=0.076
> 10^-7×[HPO4(2-)]/[H2PO4(-)]=6.6×10^-8
を解けば,[H2PO4(-)] と [HPO4(2-)] は計算できます.
そして,たとえば [H3PO4] は1段目の解離平衡の式 K1=[H+][H2PO4(-)]/[H3PO4] に [H+]=10^-7 と上の連立方程式を解いて求められた [H2PO4(-)] の値を代入すればいいだけです.
この回答への補足
[H2PO4^-]=0.0458 [HPO4^2-]=0.0302 [H3PO4]=6.11×10^-7 [PO4^3-]=2.839×10^-7となりました。これであっているでしょうか?
補足日時:2006/07/25 23:43No.3
- 回答日時:
第1段でx,第2段でそこから y が,というやり方はあまり感心しません.
単純にその条件での化学種の量的関係(物質収支)を定式化できるようにした方が応用が利くと思います.
計算自体は明らかにおかしいでしょう.なぜなら,主たる化学種である H2PO4(-) と HPO4(2-) の濃度オーダーが,仕込みの総濃度である 7.6×10^-2 mol/L に対してあまりにも小さすぎるからです.
行うべき計算は,
[H2PO4(-)]+[HPO4(2-)]=0.076 (No.2 で提示済み)
10^-7×[HPO4(2-)]/[H2PO4(-)]=6.6×10^-8 (酸解離定数の式に数値を入れただけ)
この二つを連立させるだけです.
部分解離等の判断についてはその通りです.
この回答への補足
[H2PO4^-]=0.0458 [HPO4^2-]=0.0302 [PO4^3-]=1.685×10^-7 [H3PO4]=2.8×10^-1となりました。[H3PO4]の値がおかしいと思うのですが、第1段解離で生じる[H^+]はどのようにあらわしたらいいのでしょうか?あと、[PO4^3-]は 9.4×10^-13=x^2/0.0302としました。[PO4^3-]=[H^+]=xとして計算したのですが、これであっているのでしょうか?それとも、第3段解離で生じる[H^+]は無視して[H^+]=0として計算するんでしょうか?
補足日時:2006/07/25 17:31No.2
- 回答日時:
> 最初の解離は[H3PO4]を無視するので、[H2PO4^-]=0.076
違います.
溶存種としては [H3PO4],[H2PO4(-)],[HPO4(2-)],[PO4(3-)] がありますが,1段目の解離が全解離と近似できるので[H3PO4]=0,3段目の解離は無視できるので [PO4(3-)]=0,したがって,言えるのは [H2PO4(-)]+[HPO4(2-)]=0.076 までです.
ここに2段目の解離平衡の条件と [H+]=10^-7 を入れて方程式を解くのです.
> Ka/[H^+]=[A^-]/[HA] この関係から、解離状態がどのようなものかを判断するんでしょうか?
そういうことです.1段目だけ考えてみます.HA が H3PO4 に,A- が H2PO4(-) にあたることはいいでしょう.
Ka=[H+][A-]/[HA] より,[A-]/[HA]=Ka/[H+] で,ここに [H+]=10^-7,K=7.5×10^-3 を代入すれば,[A-]/[HA]=7.5×10^-3/10^-7=7.5×10^4.つまり,[A-] >> [HA] です.全体の中では [HA] の存在は無視していいことがわかります.つまり,1段めは事実上全解離です.3段めについては自分で考えてみてください.
この回答への補足
第1段で生じたものをx、第2段で生じたものをyとして第2段解離は、[H2PO4^-]=x-y [H^+]=x+y=10^-7 [HPO4^2-]=yとして、方程式をつくり、xとyを求めました。これを解くと、[H2PO4^-]=4.31×10^-8 [HPO4^2-]=2.845×10^-8 [H3PO4]=6.826×10^-13 [PO4^3-]=1.635×10^-10になりました。
第3段解離は、[PO4^3-]/[HPO4^2-]=9.4×10^-13/10^-7=9.4×10^-6 つまり、PO4^3-<<HPO4^2-なので、第3段解離は無視する。第2段解離も同じようにして、この場合H2PO4^-とHPO4^2-にそれほど差はないので部分解離と判断する。これでいいんでしょうか?
No.1
- 回答日時:
>第2段、第3段解離を無視して、
これがすでにだめです.
この条件では,第1段はほぼ全解離,第2段が部分解離,第3段が解離をほぼ無視できる,となります.これを Ka の値から読み取れなくてはいけません.
pK1=2.12,pK2=7.18,pK3=12.03 と pH=7.0 を比較すれば,それがわかるのです.
また,最初の解離に関する近似で,[H3PO4] と [PO4(3-)] を無視して [H2PO4(-)],[HPO4(-)] を求めた後は,その値と平衡定数の値を使って [H3PO4] と [PO4(3-)] を計算することができます.単純に 0 としてはいけません.
この回答への補足
最初の解離は[H3PO4]を無視するので、[H2PO4^-]=0.076 [HPO4^2-]は解離平衡の式を使って、1.5×10^-5 [H3PO4]と[PO4^3-]は平衡定数の値を使って[H3PO4]=7.7×10^-1 [PO4^3-]=1.187×10^-17になりました。これであっているでしょうか?
Ka/[H^+]=[A^-]/[HA] この関係から、解離状態がどのようなものかを判断するんでしょうか?
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- iCloud iPhoneに写真がたまって来たのでPOOLというiCloudストレージを年間6千円弱で契約し、使い 1 2022/10/06 20:50
- 数学 以下の数学の問題を教えてください。 確率変数Xは標準正規分布N(0、1)に確率変数Yは平均3のポアソ 3 2022/12/02 19:13
- 高校 化学の計算問題です。どうか教えていただきたいです。 1 2022/05/26 20:54
- 化学 酢酸と酢酸ナトリウムを混合させた水溶液ではどうしてpHの緩衝作用を生じるのか? という問題なんですが 1 2023/07/04 02:38
- その他(ネットショッピング・通販・ECサイト) 【質問】レビトラのジェネリックのバリフを通販ドクターpoで購入希望です! 販売中止になってしまったレ 1 2023/02/07 14:22
- 化学 解離定数を使ってpHを求める問題で 酢酸水溶液がAH 酢酸ナトリウムがA^-となる理由がわかりません 1 2023/07/04 02:39
- その他(ネットショッピング・通販・ECサイト) バイアクアラは鶴亀輸入で通販できますか!?それとも通販ドクターpoで処方?どっちが・・ バイアクアラ 1 2023/02/10 11:30
- WordPress(ワードプレス) WordPressの翻訳 1 2023/05/03 09:10
- 化学 化学 クエン酸の解離 2 2022/06/08 17:44
- 数学 高校時代電離平衡の計算に関しての質問です。 問題集で、 酢酸は水溶液中で一部が電離し、次のような電離 2 2022/10/22 18:59
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
中和熱
-
塩酸とアンモニアの混合液のpH
-
滴定曲線からpKaが求められる理由
-
硫酸を水で希釈した場合のpH値...
-
炭酸水素ナトリウムと水酸化ナ...
-
NH4OH水溶液のpHを求める問題が...
-
0.5mol/Lの酢酸水溶液を100ml調...
-
シュウ酸と水酸化ナトリウムの...
-
物質収支
-
アセトとは・・・?
-
水に塩酸を加えたときのpHの計算
-
酢酸の解離熱について
-
化学基礎 酸・塩基 0.10mol/Lの...
-
酢酸のモル凝固点降下
-
電離定数について
-
0.1 Mの酢酸溶液を作る。 酢酸...
-
理論分子量、見かけの分子量とは?
-
リン酸の電離とpH
-
「強酸」と「強酸性」の言葉の...
-
緩衝作用について
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
硫酸を水で希釈した場合のpH値...
-
塩酸とアンモニアの混合液のpH
-
「強酸」と「強酸性」の言葉の...
-
化学の問題です 0.10mol/Lの酢...
-
電離度1で0.01mol/Lの硫酸のpH...
-
ケイ酸ナトリウムが水と接触す...
-
化学の質問です。 3%酢酸を100m...
-
二酸化硫黄の製法
-
0.5mol/Lの酢酸水溶液を100ml調...
-
炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由
-
リン酸が弱酸である理由
-
水酸化ナトリウムの薄め方
-
リン酸の電離とpH
-
酢酸の濃度の計算
-
NH4NO3の左側のNの酸化数の求め...
-
酸度(%)とpHの関係を教えて...
-
アセトとは・・・?
-
二価の酸のpHの計算いついて
-
硫酸の電離度
-
電離と解離
おすすめ情報