Fosforzuur H3PO4 als een ployprotic zuur is gedefinieerd door de volgende drie dissociatie reacties en pKa waarden 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 overeenkomstige anionen zijn
| H2PO4 – | dihydrogeenfosfaat |
| HPO4-2 | waterstoffosfaat |
| PO4-3 | fosfaat (orthofosfaat)) |
op basis van deze reactiegegevens kan aqion de evenwichtssamenstelling en pH van een gegeven fosforzuuroplossing in water berekenen 2. Dit wordt gedaan voor het concentratiebereik tussen 1 en 10-10 mol / L in de volgende tabel:
notatie:
| PO4_total | = initiële concentratie van fosforzuur in mol / L en in mM |
| spezies in % | =(spezies in mM) / (Po4_totaal in mM) × 100 % |
de molaire concentratie van de soorten H3PO4, H2Po4 -, HPO4-2 en PO4-3 zijn genomen uit de outputtabel ionen. In de berekeningen worden activiteitscorrecties overwogen.
discussie
bij grote zuurconcentraties wordt de oplossing voornamelijk gedomineerd door het niet-verbonden H3PO4. Bij 10-2 M ligt de pH dicht bij pKa = 2.14, waardoor een equimolair mengsel van H3PO4 en H2PO4-.
onder 10-3 M bestaat de oplossing voornamelijk uit H2PO4-, terwijl HPO4-2 voor zeer verdunde oplossingen niet verwaarloosbaar wordt. Het orthofosfaation, PO4-3, is altijd verwaarloosbaar.
het is heel leerzaam om deze berekeningen te vergelijken met de tabel in Wikipedia gebaseerd op een numerieke oplossing van een vergelijking van 5de graad in H+. In tegenstelling tot de aqion worden echter activiteitscorrecties genegeerd. Dit veroorzaakt enkele afwijkingen, met name bij hoge zuurconcentraties.
1 de thermodynamische database wateq4f bevat alleen Eq.(2) en Eq.(3). Om volledig te zijn was het dus noodzakelijk om de ontbrekende soort “H2PO4”, d.w.z. Eq, te implementeren.(1), in aqion. De ontbrekende gegevens zijn afkomstig uit de thermodynamische database minteq.
hier worden 2 voorbeelden gegeven van het berekenen van pH-waarden.