fosforihappo H3PO4 ployproottisena happona määritellään seuraavilla kolmella dissosiaatioreaktiolla ja pKa-arvoilla 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 |
vastaavat anionit ovat
H2PO4 – | divetyfosfaatti |
HPO4-2 | vetyfosfaatti |
PO4-3 | fosfaatti (ortofosfaatti) |
näiden reaktiotietojen perusteella aqion pystyy laskemaan tietyn fosforihapon vesiliuoksen tasapainokoostumuksen ja pH: n 2. Tämä tehdään pitoisuusalueella 1-10-10 mol / L seuraavassa taulukossa:
notaatio:
PO4_total | = fosforihapon alkupitoisuus mol / L ja mM |
spezies in % | = (spezies in mM) / (PO4_total in mM) × 100 % |
lajien h3po4, H2PO4 -, HPO4-2 ja PO4-3 moolipitoisuus otetaan lähtötaulukon ioneista. Laskelmissa otetaan huomioon toiminnan korjaukset.
Keskustelu
suurten happopitoisuuksien osalta liuosta hallitsee pääasiassa sekoittumaton H3PO4. 10-2 metrissä pH on lähellä PKA: ta = 2.14, jolloin saadaan h3po4: n ja H2PO4: n ekvimolaarinen seos-.
alle 10-3 M: n liuos koostuu pääasiassa h2po4 -: sta, kun taas HPO4-2: sta tulee vähäpätöinen erittäin laimeille liuoksille. Ortofosfaatti-ioni, PO4-3, on aina häviävän pieni.
on varsin opettavaista verrata näitä laskutoimituksia Wikipedian taulukkoon, joka perustuu numeeriseen ratkaisuun 5. asteen yhtälöstä H+: ssa. Toisin kuin aqion, toimintaa koskevia korjauksia ei kuitenkaan oteta huomioon. Tämä aiheuttaa joitakin poikkeamia erityisesti korkeissa happopitoisuuksissa.
1 termodynaaminen tietokanta wateq4f sisältää vain Eq: n.(2) ja Eq.(3). Näin ollen, jotta se olisi täydellinen, oli toteutettava puuttuva laji ”H2PO4”, eli Eq.(1), into aqion. Puuttuvat tiedot, jos ne on otettu termodynaamisesta tietokannasta minteq.
2 esimerkkejä siitä, miten pH-arvot lasketaan tässä.