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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))

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  • 回答No.2
  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1607/3262)

> マスバランス あなたの書き方でいう質量収支のことです.物質均衡とかいうこともあります. 同様に電荷収支も電荷均衡とかチャージバランスとか電気的中性条件とかの言い方もよく使われます.

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  • 回答No.1
  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1607/3262)

まず,pKa3 を考えるなら pKa1 も考える必要があります. 結論的にはどちらも無視してOKですが. 考え方として,質量作用(平衡定数),電荷収支,質量収支を考えて連立方程式を解くというのは問題ありません. 細かく見ていませんが, > 質量収支により、C(KH2PO4)=[K+] これはいいですが, >C(KH2PO4)=[H2PO4-]+[H+]-[OH-] これは意味不明です.マスバランスについては C(KH2PO4)+C(Na2HPO4)=[H2PO4-]+[HPO4(2-)] という式,またはこれに相当する式があるはずです. 結論としては, pH≒pk2+log(C(Na2HPO4)/(C(KH2PO4)) となるはずなんですが.

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質問者からの補足

返信ありがとうございます。質問なのですが、マスバランスとはなんでしょうか?詳しく説明していただけると助かります。

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