緩衝液のｐHの求め方

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質問者：takeiwaw
質問日時：2003/10/07 11:45
回答数：1件

NaＨ2ＰＯ4（０．１mol)50mlと
Na2ＨＰＯ4（０．１mol)100mlの緩衝溶液のｐHを求めたいのです。
ｐＨ　＝　ｐＫa　＋　log（Ｃs/Ｃa）
を使えばいいのだと思いますが、体積比が違うのでどうもわかりずらく計算できません。

また、この緩衝液２０ｍｌに水１００ｍｌ加えたｐHってどうやって計算するのか教えてください。

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回答 (1件)

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No.1ベストアンサー

回答者： Julius
回答日時：2003/10/07 17:57

NaH2PO4(0.1mol)50mLとは、

NaH2PO4 0.1 molを溶かした50 mL溶液という意味でしょうか？
NaH2PO4 0.1 mol/Lの50 mL溶液という意味でしょうか？

いずれにせよH+ + [HPO4]2- -> [H2PO4]-のpKa = 7.20からpHを求めるのであれば：

Ka = [H+]*[HPO4(2-)]/[H2PO4(-)] = 10^-7.20
[H+]*[OH-] ≒ 10^-14
C = [HPO4(2-)] + [H2PO4(-)]
[H+] + [Na+] = [OH-] + 2*[HPO4(2-)] + [H2PO4(-)]
[Na+] = C (NaH2PO4の場合) or 2*C (Na2HPO4の場合)

を解く必要があります。

せっかくですので実際に解いてみましたが、

1). 0.1 M NaH2PO4の場合、pH = 4.10
[H+] = 7.94 x 10^-5 M
[HPO4(2-)] = 7.94 x 10^-5 M
[HPO4(-)] = 0.0999 M

2). 0.1 M Na2HPO4の場合、pH = 10.10
[H+] = 7.95 x 10^-11 M
[HPO4(2-)] = 0.0999 M
[HPO4(-)] = 1.26 x 10^-4 M

3). 0.1 M NaH2PO4 + 0.1 M Na2HPO4 (1 : 2)の場合、pH = 7.50
[H+] = 3.15 x 10^-8 M
[HPO4(2-)] = 0.0667 M
[HPO4(-)] = 0.0333 M

4) 0.1 M NaH2PO4 + 0.1 M Na2HPO4 (1 : 2)の6倍希釈液の場合、
pH = 7.50(緩衝液は、多少薄めてもpHは同じ)
[H+] = 3.15 x 10^-8 M
[HPO4(2-)] = 0.0111 M
[HPO4(-)] = 0.00556 M

これらの値はNa+が100%解離していると仮定していますし、
温度依存性も無視していますし、
活量の見積もりもしていません。
緩衝液のpHは、よほど実測した方が正確です。

私はリン酸緩衝液を使ったことはありませんが、
恐らくNaH2PO4 0.1M, NaH2PO4 0.1M溶液の混合比に
対するpHは既知でしょうし、
何らかの表になっているのでしょう。