phosphorsyre H3PO4 som en ployprotisk syre defineres ved følgende tre dissociationsreaktioner og pKa-værdier 1:
(1) | H3PO4 = H + + H2PO4 – | pKa = 2.14 |
(2) | H2PO4 – = H + + HPO4 – 2 | pKa = 7.207 |
(3) | HPO4 – 2 = H+ + PO4-3 | pKa = 12.346 |
de tilsvarende anioner er
H2PO4 – | dihydrogenphosphat |
HPO4 – 2 | hydrogenphosphat |
PO4-3 | phosphat (orthophosphat) |
baseret på disse reaktionsdata er akion i stand til at beregne ligevægtssammensætningen og pH for en given phosphorsyre vandig opløsning 2. Dette gøres for koncentrationsområdet mellem 1 og 10-10 mol / L i følgende tabel:
Notation:
PO4_total | = indledende koncentration af phosphorsyre i mol / L og i mM |
Speyer i % | = (Speyer i mM) / (PO4_total i mM) × 100 % |
den molære koncentration af arten H3PO4, H2PO4 -, HPO4-2 og PO4-3 er taget fra output tabelionerne. I beregningerne overvejes aktivitetskorrektioner.
Diskussion
for store syrekoncentrationer domineres opløsningen hovedsageligt af den ikke-associerede H3PO4. Ved 10-2 M er pH tæt på pKa = 2.14, hvilket giver en ækvimolær blanding af H3PO4 og H2PO4-.
under 10-3 M består opløsningen hovedsageligt af H2PO4 -, mens HPO4-2 bliver ikke ubetydelig for meget fortyndede opløsninger. Orthophosphationen, PO4-3, er altid ubetydelig.
det er ret lærerigt at sammenligne disse beregninger med tabellen i Vikipedia baseret på en numerisk løsning af en ligning på 5.grad i H+. I modsætning til akionen ignoreres aktivitetskorrektioner. Dette medfører nogle afvigelser, især ved høje syrekoncentrationer.
1 den termodynamiske database vv4f indeholder kun EKV.2) og f.eks.(3). For at være fuldstændig var det således nødvendigt at implementere den manglende Art “H2PO4”, dvs.(1), ind i akion. De manglende data blev taget fra den termodynamiske database minteks.
2 Eksempler på beregning af pH-værdier er angivet her.