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リン酸カリウム緩衝液と酢酸の反応

リン酸カリウム緩衝液について勉強しているのですが、酢酸を加えたとき、どのような化学反応が起こっているのでしょうか。 リン酸カリウム緩衝液内のKOHと酢酸の中和で酢酸カリウムができたのかなと思っているのですが、他にリン酸も入っているので、また 強酸と弱酸の塩の反応が起こるようにも思えますし。 どなたか教えて頂けないでしょうか。

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  • htms42
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緩衝液の仕組みがまだよく分かっておられないからだと思います。 原理的なことは酢酸・酢酸ナトリウム緩衝液で考える方が分かりやすいです。 酢酸を水酸化ナトリウムで中和していく時、pHがどのように変化していくかの概略はご存知でしょうね。 参考のためにグラフを載せておきます。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%92%8C%E6%BB%B4%E5%AE%9A%E6%9B%B2%E7%B7%9A このグラフでは中和の初期と当量点付近でpHが大きく変わりますが1/2中和点付近ではpHの変化がゆっくりです。 1/2中和点(NaOHの滴下量が5ml)でのpHの値が4.76と書かれています。この値はpKに等しいです。その前後3mlでpHの変化は±0.5ほどです。±1mlではもう少し変化が小さくなって±0.13ぐらいです。 1/2中和点よりも1ml余分に水酸化ナトリウムを加えてもpHは0.13しか増加しないのです。0.1ml余分に入れたという場合であれば△pH=0.013です。さらに0.1ml加えたとするとpHがさらに0.013増加します。(この変化量はKの値には無関係です。Kが変わるとこの部分のグラフが上下に平行移動するだけです。) この点での液量は15mlです。 15mlの水に0.1mol/lの水酸化ナトリウム水溶液を0.1ml加えたとします。pHは7から10.82まで変化します。さらに0.1ml加えたとすると11.13になります。 pHの変化が0.013であるというのがものすごく小さいものであるということがわかります。 NaOHを加える代わりに塩酸を加えたとします。1/2当量点から少し戻すことに対応します。同じようにpHの変化はごく小さいものになります。 塩酸、水酸化ナトリウムではなくて別の酸、塩基を少し入れた場合でもpHの変化はこの範囲に収まっているはずです。 緩衝液の「緩衝」という働きがどういうものであるか分かっていただいたでしょうか。 1/2当量点ではなくてもその近くであればpHの変化が小さいですから緩衝液として使うことが出来ます。pHの調整が必要であれば少しずらすことが出来るのです。緩衝能の大きいのは1/2中和点です。 酢酸に水酸化ナトリウムを加えて行った時、中和点よりも手前であれば加えたNaOHが残っているなんてことはありません。 同様に燐酸に水酸化カリウムを加えて行った時にKOHが残っているなんてこともありません。 燐酸は三価の酸ですからpHの変化のゆるいとことが三箇所あります。 pHの異なる領域で働く緩衝液を作ることが出来るので便利だということになります。 原理は全て同じです。

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その他の回答 (1)

  • 回答No.1
noname#160321
noname#160321

早い話「全部の反応が起きます」。 イオン反応で、しかも平衡状態なので、イオンしか考える必要はありません。 考える必要のあるのは、リン酸のKa1、Ka2、Ka3と酢酸のKa、それにリン酸緩衝液のリン酸の初濃度、水酸化カリウムの初濃度、加えた酢酸の量、そしてリン酸緩衝液の体積と最終混合物の体積、これだけです。

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質問者からの補足

なるほど、ややこしいですが、phがほとんど変化しない(酢酸0.2ml を加えるたびに0.01ずつ変化)ということは、酢酸は弱酸だから、それより酸性の強いリン酸がある以上、酢酸を加えていってもphはあまり変化しないということなんでしょうか

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