分析化学の課題

分析化学の課題がわかりません。
0.040 M Na2HPO4溶液100mlに0.10M HCl溶液を4 ml添加するたびに溶液のpHはいくらになるか。ただし、0.1 M HClは、最終的に100ml添加するものとする。
多塩基酸なので最初からわかりません。教えてください。

No.3 回答者： nious 回答日時： 2007/12/30 22:22

#2ですが、目安としていくつかのpHの大雑把な値を記しておきますので、近似計算する時に参考にしてくらさい。

●x=0のとき、0.04MのNa2HPO4水溶液、pH≒(pK2+pK3)/2=9.8程度。
●x=20のとき、1/30Mの同濃度のNa2HPO4―NaH2PO4水溶液、pH≒pK2=7.2程度。
●x=40のとき、1/35MのNaH2PO4水溶液、pH≒(pK1+pK2)/2=4.7程度。
●x=60のとき、1/40Mの同濃度のNaH2PO4―H3PO4水溶液、pH≒pK1=2.2程度。
●x=80のとき、1/45MのH3PO4水溶液で強酸性。
●x=100のとき、1/100MのHClと1/50MのH3PO4の混合溶液で強酸性。

No.2 回答者： nious 回答日時： 2007/12/30 18:06

x(ml)の塩酸を加えた時のマスバランスは、

[Na^+]=2*0.040*100/(100+x)=8/(100+x)M、[Cl^-]=0.1x/(100+x)M
[H3PO4]+[H2PO4^-]+[HPO4^2-]+[PO4^3-]=4/(100+x)M になります。
これとイオンバランスと質量作用則から[H^+]についてまとめて定数項のKwK1K2K3を無視すると、

[H^+]^4
+{K1+((8-0.1x)/(100+x))}[H^+]^3
+{K1(K2+((4-0.1x)/(100+x)))-Kw}[H^+]^2
+K1{K2(K3-(0.1x/(100+x)))-Kw}[H^+]
-K1K2{(K3(4+0.1x)/(100+x))+Kw}=0

x=4、8、‥、100をぶち込んでからこの4次方程式を解けばよい訳ですが、近似により更に次数を下げる必要がある場合は、
液性が「弱塩基性→弱酸性」と、途中で変わるので注意して近似してくらさい。

No.1 回答者： storm50 回答日時： 2007/12/30 15:28

解離定数やpKaなどが必要です。

文献でさがしてくだい。