緩衝液調製時の計算方法について

質問

０．１Ｍクエン酸アンモニウム緩衝液（ｐＨ６．５）を調製しようとしています。

方法として、クエン酸にアンモニアを滴下してｐＨ調整して完成とのことですが、

計算に手間取ってます。

一体、クエン酸濃度をどうすればいいのか、また、アンモニアをどの程度加えればいいのか、おおまかな値が知りたいので、どなたか計算方法含め考え方をご教授いただけないでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.1

nious · ベストアンサー

活量係数の関係から正確な値を計算により求める事は困難。仮に溶液中の全化学種の活量係数を1とするなら、

クエン酸(H3A)のpK1＝3.13, pK2＝4.76, pK3＝6.40、NH4^+のpKa＝9.24 であるから、緩衝溶液は HA^2-とA^3- の酸塩基対からなると考えられる。NH3は基本的に緩衝作用とは無関係。

電荷収支から、
[H^+]＋[NH4^+]＝[H2A^-]＋2[HA^2-]＋3[A^3-]＋[OH^-]
[H^+]＋{C・Ka/([H^+]＋Ka)}＝{0.1・K1・([H^+]^2＋2K2[H^+]＋3K2K3)/([H^+]^3＋K1[H^+]^2＋K1K2[H^+]＋K1K2K3)}＋(Kw/[H^+])

[H^+]＝10^(-6.5) を代入して C を求めれば必要なNH3の濃度が分かる。つまり 0.1M‐クエン酸水溶液に、体積変化が無いように [NH3]＝C となるように加えればよい事になる。

実際にはpHメーターを用いて調製する必要がある。

お礼

詳しい解説ありがとうございました。