• 締切済み

titrationの問題

アメリカのコミカレ生です。 Challenge Problem 3 Calculate the pH of 100.0 mL of a 0.175 M phosphoric acid solution being titrated with 0.175 M KOH under the following conditions: when 50.0 mL of KOH has been added. Hint: Ka1 is not small. (*) なぜ間違っているのかわかりません。 わたしの考え↓ H3PO4 + OH- --> H2PO4- + OH- H3PO4 17.5mmol-8.75mmol=8.75mmol OH- 8.75mmol-8.75mmol=0mmol H2PO4- 8.75mmol OH- 8.75mmol 8.75mmol/150mmL=0.0583M Ka=(0.0583+x)^2/(0.0583-x)=7.52e-3 二次方程式を解いたら x=-2.61e-2 pH=-log(2.61e-2)=1.583 が、答えがあいません。 WebAssignなので、答えがなになのかもわかりません>_< この問題でつまってるので、次の問題 when 100.0 mL of KOH has been added.(*) ph=? もわかりません。 どこで間違ってるのか教えてもらえないでしょうか。

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数2

みんなの回答

noname#160321
noname#160321
回答No.1

>Ka1 is not small. 実際のpKa1=1.97ですので、 [H+][H2PO4^2-]/[H3PO4]=10^-1.97 こいつを計算に含めないといけません。 なおpKa2やpKa3の値は、↓にあります(wikiにもあるけど) http://research.chem.psu.edu/brpgroup/pKa_compilation.pdf 二問目以降の計算はかなり複雑になります。

関連するQ&A

  • 中和滴定、リン酸の第二当量点でのpHの求め方

    こんにちは。 リン酸を水酸化ナトリウムで滴定したときの疑問です。 それぞれのpHは、 第1当量点まで、 pH=pKa1 第1当量点、 pH=(pKa1+pKa2)/2 第1~第2まで、 pH=pKa2 第2当量点、 pH=(pKa2+pKa3)/2 第3当量点まで、 pH=pKa3 となっていますが、 このうちの第二当量点の pH=(pKa2+pKa3)/2が導けません。 リン酸の反応は次のようになっています。 H3PO4→H+H2PO4 …Ka1 H2PO4→H+HPO4 …Ka2 HPO4→H+PO4 …Ka3 (電荷は省きました。) 第二当量点で生成されている塩は Na2HPO4→2Na+HPO4とし、 電荷均衡 (Na)+(H)=(H2PO4)+2(HPO4)+3(PO4)+(OH) 質量均衡  C=2Na=HPO4+H2PO4+PO4 この後、どのようにして 第二当量点の式を導くのでしょうか? よろしくお願いします。

  • 混合溶液のpH

    25 mL の 0.4 M KOH の溶液を,100 mL の0.15 M 安息香酸C6H5COOH, Ka = 6.3x10‐5 Mに加えた.混合溶液のpH を求めなさい。 何をどうすればいいのかさっぱりわかりません。 よろしかったら、解説お願いいたします。

  • リン酸緩衝液の作り方について

    200 mmol/L のリン酸緩衝液を80 mL 作るのですが、それぞれの試薬の分量が分かりません。 リン酸二水素カリウムを精製水に溶かし、5 mol/L KOHでpH6 に調整します。 これをメスシリンダーでメスアップして200 mmol/L にする。 リン酸二水素カリウム、精製水、KOHの分量が分からないです。 教えてください。

  • リン酸を使った緩衝液とpHについて

    (1)リン酸とリン酸一塩(とういのでしょうか?)を使ったリン酸緩衝液の理論上のpH計算は pH = pKa + log {[H2PO4(-)] / [H3PO4]} でよろしいのでしょうか? (2)また[H(+)]を足したときは pH = pKa + log {[H2PO4(-)] - [H(+)] / [H3PO4] + [H(+)]} でよろしいのでしょうか? (3)リン酸のpHの求め方は? リン酸の解離度はα=0.27となっていたのですが、酢酸などの弱酸の解離の計算方法でよろしいのでしょうか?(二段目以降は無視してOK?) [H(+)] = [H2PO4(-)] + [OH(-)] 電気的中立 (酸性なので [H(+)] = [H2PO4(-)] と仮定)・・・A C = [H3PO4] + [H2PO4(-)] 質量収支 (Aを代入するが、弱酸で解離度が小さいのでC = [H3PO4]と仮定)・B Ka = [H(+)][H2PO4(-)] / [H3PO4] にA、Bに代入し計算 Ka = [H(+)]^2 / C よりpHを求める もちろん実験的にはpHメーターを使って調整した方がよいのでしょうが、pH4のリン酸緩衝液を作りたいのですが、理論も不確かで難航しています。 (4)もし、よろしければpH4のリン酸緩衝液の作り方・あるいはpH4くらいの他の緩衝液の作り方も教えていただければ幸いです。

  • pH=7.4の緩衝溶液の作り方。

    pH=7.4の緩衝溶液の作り方について考えてみたので、考え方としてあっているか見てください。 Henderson-Hasselbalchの式が適用できる緩衝溶液において、 緩衝能を示すpHの値の範囲は、pka-1<pH<pka+1であるので、 ここで対応するリン酸のpkaはH2PO4-のpkaであるから、 H2PO4-の解離の基準を考えると、 KH2PO4→K+ + H2PO4- H2PO4-←→H+ + HPO4(2-) Na2HPO4→2Na+ + HPO4(2-) HPO4(2-) + H2O←→H2PO4- + OH- (ここで、HPO4(2-)←→H+ +PO4(3-)も起こっている可能性があるが k3=[H+][PO4(3-)]/[HPO4(2-)] pH=pk3+log([PO4(3-)]/[HPO4(2-)] 10^(pH-pk3)=[PO4(3-)]/[HPO4(3-)] ここで、pH=7,4、pk3=12,32を代入すると、 10^(-4,92)=[PO4(3-)]/[HPO4(3-)] したがって、[PO4(3-)]:[HPO4(2-)]=10^(-4,92):1であり、 [HPO4(2-)]>>[PO4(3-)]であるので、HPO4(2-)←→H+ + PO4(3-)の反応は無視する。) 質量収支により、C(KH2PO4)=[K+] C(KH2PO4)=[H2PO4-]+[H+]-[OH-] C(Na2HPO4)=[Na+] 電荷収支により、[K+]+[Na+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO4(2-)]+[OH-] 質量作用の法則より、 k2=[H+][HPO4(2-)]/[H2PO4-] pH=pk2+log([HPO4(2-)]/[H2PO4-]) [H2PO4-]=C(KH2PO4)-[H+]+[OH-] C(KH2PO4)+C(Na2HPO4)+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO4(2-)]+[OH-] C(KH2PO4)+C(Na2HPO4)+[H+]=C(KH2PO4)-[H+]+[OH-]+2[HPO4(2-)]+[OH-] C(Na2HPO4)+2[H+]-2[OH-]=2[HPO4(2-)] 1/2C(Na2HPO4)+[H+]-[OH-]=[HPO4(2-)] したがって、pH=pk2+log(1/2C(Na2HPO4)+[H+]-[OH-])/(C(KH2PO4)-[H+]+[OH-]) pH≒pk2+log(1/2C(Na2HPO4))/(C(KH2PO4)) pH≒pk2+log(C(Na2HPO4))/(2C(KH2PO4))

  • 化学IIのPHを求める問題がわかりません

    「0.1mol/lの酢酸水溶液のPHを求めよ」という問題なのですが 与えられている数値は 電離定数Ka = 2.0・10^-5 水のイオン積Kw = 1.0・10^-14 の二つです ここから加水分解定数Kh = Kw/Ka として [OH-] = √0.1・Kh = √0.1・Kw/Ka ・・・・・・(1) より[OH-]を求めて PH = 14 + log[OH-]を使うか もしくは [H+] = Kw/[OH-]より (1)を代入して[H+]を求めて PH = -log[H+]を使うか のどちらかだと思うのですが、どちらの方法でもlog2.0の値が不明なので計算がそこで止まってしまいます。 他の問題だと、必ず問題文中に「ただしlog2.0=0.3とする」などど書かれているのですがこの問題にはありません。 つまり、log2.0の値など関係無しに全く別の方法で解くのだと思うのですが、さっぱり思いつきません。 答えは「8.9」なのですが、どなたか考え方と計算式を教えてください。 よろしくお願いします。

  • リン酸をNaOHで中和滴定したときのpH

    リン酸 H3PO4 Ka=7.5*10^-3 H2PO4- Ka=6.2*10^-8 HPO42- Ka=4.8*10^-13 リン酸0.1M溶液50mLに、1MのNaOHを0.5mLずつ20回滴定したとき、各回数毎にpHを求めてグラフを書きたいのですが、多塩基酸であるリン酸の場合はどのようにして求めることができるんでしょうか。具体的に計算式で示して頂けたら幸いです。

  • 化学の問題(pH,電離)

    さきほど質問しましたが自分で解答をつくってみました。 答え合わせおねがいします (問題) 0.15Mの生理食塩水(電離度1.00)と浸透圧が等しい酢酸溶液のpHはいくらか?酢酸の電離度は0.04とする。また、この酢酸溶液100mlに0.1MのNaOHを585ml加えるとpHはいくつになるか答えよ。NaOHの電離度は1.00である。 (解答) [NaCl]⇔[Na^+]+[Cl^-] 生理食塩水は電解質で電離度α=1.00で電離したのち [Na^+]=0.15M [Cl^-]=0.15M [AcOH]⇔[AcO^-]+[H^+] 酢酸も浸透圧が等しいということから電離度α=0.04のとき[AcOH]=xMとすると [AcO^-]=x*0.04=0.15M [H^+]=x*0.04=0.15M つまりpH=-log0.15(あってますか?) あとは 【化学平衡式】 [AcO^-][H^+]/[AcOH]=Ka (1-α)=1と近似して Ka=xα^2 [AcO^-][H^+]/[AcOH]=x(0.04)^2・・・・(1) 【物質収支】 [AcO^-]+[AcOH]=x*(100ml+585ml)/1000・・・(2) [Na^+]=0.1*(100ml+585ml)/1000・・・・(3) 【イオン的中性式】 [AcO-]+[OH^-]=[Na^+]+[H^+] [OH^-]と[H^+]は[AcO-]と[Na^+]よりかなり少ないだろうと推定して [AcO-]+=[Na^+](近似)・・・・(4) x*0.04=0.15 よりx=3.75M(酢酸の全濃度) (4)を(2)、(3)に代入して得れた式を化学平衡式(4)に入れて pH=-log0.219=0.658 なぜかpHが酸性側ででてしまいました。何が間違っているのか教えてください。おねがいします

  • 酸の平衡問題

    酢酸について0.0200mol/l、安息香酸について0.0100mol/lの溶液中の[H+]、[OH-]を計算せよ。また溶液のpH、酸のKa、pKaはいくらになるか。 解答 1.00×10^(-3) 3.5×10^(-4) 6.5×10^(-4) 求め方がわかりません。教えてくださると嬉しいです

  • リン酸緩衝液の理論について

    過去の質問を見ても皆目検討できないので、よろしくお願いします。 H3PO4 pKa 2.12 H2PO4 pKa 7.21 H PO4 pKa 12.32 を参考に計算してます 1.リン酸緩衝液を作る塩について NaH2PO4とKH2PO4を使う文献を見たのですが、 NaH2PO4とNa2HPO4を使ったレシピも見ます。違いはなんでしょうか? (H3PO4の解離がpKa2.12 H2PO4の解離がpKa7.21となっているので、下のほうのレシピはよりアルカリ側で緩衝作用を期待するときの緩衝液なのでしょうか? そもそも上の方のレシピは緩衝液なのでしょうか? 下の方のレシピは一塩基酸とその二塩基として、弱酸とその塩基対という定義を守ってますが、 上の方のレシピは一塩基酸と一塩基酸として、同じ条件の塩基で対になっていない気が・・) 2.リン酸の解離の程度は? NaH2PO4・2H2O (二水和物) FW 156.01 2.8g H3PO4 (1.685g/cm^3) FW 98.00       0.6ml DDW(メスアップ)               1L を混ぜると pH 2.5 25mM になると記述を見つけたのですが? (すみません。リン酸の%を忘れてしまいました・・・・ 関東化学やシグマを見る限り85%のが多そうですが) Henderson-Hasselbalch式に当てはめると pH = pKa + log( [H2PO4] / [H3PO4] )で [H3PO4]が7.48mM くらいになってれば pH と mM は上記 pH 2.5 25mM になりそうなのですが、 H3PO4は強酸ですべて解離して存在していないということには、ならないのでしょうか? 3.このレシピのpHとmMは? NaH2PO4・2H20 (ニ水和物) 1.96g KH2PO4           2.16g DDW          1L のpHとmMがわかりません。 1&2の質問と同様に緩衝液か弱酸かも理解してない状況です。 緩衝液としてHenderson-Hasselbalch式に当てはめ pH = pKa + log( [H2PO4] / [H3PO4] ) として計算するのでしょうか? それとも、弱酸の塩基として [OH]^2 = Kw/Ka*[H2PO4] から導きだすのでしょうか? 長くなりましたが、よろしくお願いします。