酸の解離に関する問題

質問

以下の問題の解答法が分からずに困っています。どういった手順で解答すればよいのかお教え下さい。

リン酸は水溶液中で三段階に解離することが知られ、その酸化解離定数pk1　pk2　pk3はそれぞれ1.8　6.4　11.4である。pH5-6の酸性土壌水中に存在するリン酸の主要な形態を示せ。また、pH5.4とした場合、土壌水中に存在する各形態のリン酸の濃度比を求めよ。　ただし必要ならば以下の値を用いる事。10^0.1＝o.13・・・・・

お願いします。

回答No.2

nious · ベストアンサー

#1ですが分かり難いので考え方を少し変えてみます。

まずpH=5.4の場合についてH3PO4を基準に各比率を求めてみましょう。
(10^0.1≒1.26を使います)

[H^+][H2PO4^-]/[H3PO4]=K1 より、[H2PO4^-]/[H3PO4]=K1/[H^+]=10^3.6、以下同様にして、
[HPO4^2-]/[H2PO4^-]=K2/[H^+]=10^(-1)
[PO4^3-]/[HPO4^2-]=K3/[H^+]=10^(-6)

よって、
[H3PO4]：[H2PO4^-]：[HPO4^2-]：[PO4^3-]
=1：10^3.6：10^2.6：10^(-3.4)
=1：(1.26)^6*10^3：(1.26)^6*10^2：(1.26)^6*10^(-4)
=1：4000：400：4/10000　となります。

またpH=5～6でもこの値から察して、主要な化学種は「H2PO4^-」である事が分かります。

お礼

お礼が遅くなってすみませんでした。
丁寧に解説していただいたので、理解して解くことができました。

ありがとうございました！

回答No.1

nious

式の変形の過程は省きます。
指定されたpH値から[H^+]へ代入して適当に近似計算して下さい。
なお、f([H^+])=[H^+]^3+K1[H^+]^2+K1K2[H^+]+K1K2K3とします。

H3PO4の比率=[H^+]^3/f([H^+])
H2PO4^-の比率=K1[H^+]^2/f([H^+])
HPO4^2-の比率=K1K2[H^+]/f([H^+])
PO4^3-の比率=K1K2K3/f([H^+])