L’acide phosphorique H3PO4 en tant qu’acide ployprotique est défini par les trois réactions de dissociation et les valeurs de pKa suivantes 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 |
les anions correspondants sont
| H2PO4- | dihydrogénophosphate |
| HPO4-2 | hydrogénophosphate |
| PO4-3 | phosphate (orthophosphate) |
Sur la base de ces données réactionnelles, aqion est capable de calculer la composition d’équilibre et le pH d’une solution aqueuse d’acide phosphorique 2 donnée. Ceci est fait pour la plage de concentration comprise entre 1 et 10-10 mol / L dans le tableau suivant: Notation
:
| PO4_total | = concentration initiale d’acide phosphorique en mol/L et en mM |
| spezies en % | =(spezies en mM) /(PO4_total en mM) × 100 % |
La concentration molaire des espèces H3PO4, H2PO4-, HPO4-2 et PO4-3 est extraite des ions de la table de sortie. Dans les calculs, les corrections d’activité sont prises en compte.
Discussion
Pour les fortes concentrations d’acide, la solution est principalement dominée par le H3PO4 non dissocié. À 10-2 M, le pH est proche de pKa = 2.14, donnant un mélange équimolaire de H3PO4 et H2PO4-.
En dessous de 10-3 M, la solution est principalement composée de H2PO4-, tandis que HPO4-2 devient non négligeable pour des solutions très diluées. L’ion orthophosphate, PO4-3, est toujours négligeable.
Il est assez instructif de comparer ces calculs avec le tableau de Wikipedia basé sur une solution numérique d’une équation du 5ème degré en H +. Contrairement à l’aqion, cependant, les corrections d’activité sont ignorées. Cela provoque certaines déviations, en particulier à des concentrations acides élevées.
1 La base de données thermodynamique wateq4f contient uniquement Eq.(2) et Eq.(3). Ainsi, pour être complet, il a fallu mettre en œuvre l’espèce manquante « H2PO4 », c’est-à-dire Eq.(1), en aqion. Les données manquantes ont été extraites de la base de données thermodynamique minteq.
2 Exemples de calcul des valeurs de pH sont donnés ici.