Вычисление рН кислоты

[sergium]

Помогите плиз,

 

H3PO4 надо вычислить рН, учитывая вторую и третью степени диссоциации.
Перечитал литературу, но везде учитывают только первую степень. Как рассчитывается рН многоосновных кислоты, если учитывать 2-ю и даже 3-ю степени

[chebyrashka]

Kд3=[H+]*[H2PO4-] / [H3PO4]

выражаете [H+]

затем [H2PO4-], появившееся [HPO4(2-)] через Kд2,3

Надеюсь, справитесь - чистая математика.

[sergium]

Вычислил, получилось

 

K1 = [H+]*[PO43-]^4 / [H3PO4]*K3^2*K2

 

[PO43-] как можно выразить?

[sergium]

в общем такой вопрос

[M_GM]

Основной источник ионов водорода - первая ступень диссоциации кислоты.

Используя формулу [H⁺]₁ = (K₁C)^0,5 для 0,1 М р-ра получаем [H⁺]₁ = 2,7*10^-2.

Это приближенный расчет, где кстати принималось, что  [H⁺] = [H₂PO₄^-], что оправдано, т.к. К₂ << K₁ 

Тем не менее, часть H₂PO₄^- ионов  диссоциируют давая дополнительное количество ионов водорода и ионы HPO₄^2-

,Логично считать, что  [H⁺]₂ = [HPO₄^-2] ,  а  [HPO₄^-2] найти из выражения К₂:

 К₂ =  [H⁺]*[HPO₄^-2] / [H₂PO₄^-] . Учтя, что  [H⁺] = [H₂PO₄^-]  получаем  [H⁺]₂ = [HPO₄^-2] = K₂ = 6,3*10^-8.

Поняв, что такую мелочь добавлять к  [H⁺]₁ нет смысла, будем упрямы, и посчитаем, что даст третья ступень диссоциации, приняв [H⁺]₃ = [PO₄^-3],  и К₂ =  [H⁺]*[PO₄^-3] / [HPO₄^-2] = 4,8*10^-13, откуда

 [H⁺]₃ = [PO₄^-3] = = K₃*[HPO₄^-2]/ [H⁺] =  4,8*10^-13*6,3*10^-8/ 2,7*10^-2 = 1,1*10^-18.

Т.о, , учитывая вторую и третью степени диссоциации [H⁺] = [H⁺]₁ =[H⁺]₂ =[H⁺]₃ = 2,7*10^-2 + 6,3*10^-8 + 1,1*10^-18 или

0,0270000630000000011 моль/л

Бессмысленность этого числа, показывает бессмысленность постановки задачи "вычислить рН, учитывая вторую и третью степени диссоциации".

Ну, разве что в учебных целях  , чтобы еще раз доказать, что вторая и третья ступень не вносят никакого практического вклада ни в концентрацию ионов водорода, ни в значение pH

Изменено 23 Января, 2015 в 22:57 пользователем M_GM

[sergium]

Преогромнейшее спасибо

Только кажется ошибочка. Или я туплю

 

K₁ = [H⁺]₁*[H₂PO₄^-]/ [H₃PO₄]

[H⁺]₁ = (K₁C)^0,5

 

K₂ = [H⁺]₂*[HPO₄^2-]/ [H₂PO₄^-]

 

Но, учитывая, что [H₂PO₄^-] = [H⁺]₁

K₂ = [H⁺]_²2/ (K₁C)^0,5

[H⁺]₂= (K₂*(K₁C)^0,5)^0,5

 

Просто [H⁺]₂ = [H₂PO₄^-] такого не может быть, ведь H₂PO₄^- диссоциирует не полностью

[M_GM]

K₂ = [H⁺]₂*[HPO₄^2-]/ [H₂PO₄^-]

А это вы так написали. У меня написано  К₂ =  [H⁺]*[HPO₄^-2] / [H₂PO₄^-] 

Разницу улавливаете? [H⁺] - та общая концентрация ионов водорода, которая есть в растворе, которая создается в основном за счет первой ступени диссоциации, и поэтому [H⁺] =  [H₂PO₄^-]. Конечно, за счет следующей стадии [H₂PO₄^-] несколько уменьшается, но это уменьшение настолько незначительно, что им можно пренебречь.

А [H⁺]₂, т.е. то что получилось при второй стадии, равно концентрации образовавшихся во второй стадии ионов  [HPO₄^-2]. 

Изменено 24 Января, 2015 в 14:46 пользователем M_GM