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發問:

某緩衝溶液中含有110mg/L KH2PO4及210mg/L K2HPO4，試利用以下資料計算其平衡時之pH值？，若於此平衡之緩衝溶液加入30mg/L HCL，則其pH值又為多少？ (1)H3PO4->H+_H2PO4 Ka1=7.5*10^-3 (2)H2PO4->H+HPO4 Ka2=6.2*10^-8 (3)HPO4->H+PO4 Ka3=4.8*10^-13 麻煩高手了，感謝～～～～～

最佳解答:

KH2PO4分子量136, 110mg/L=0.11/136=8.09*10-4 M, K2HPO4分子量174, 210mg/L=0.21/174=1.207*10-3 M,故知[K+]=2*1.207*10-3+8.09*10-4=3.223*10-3 M, [PO4]T=1.207*10-3+8.09*10-4=2.016*10-3 M. H3PO4 --> H+ + H2PO4- Ka1=7.5*10-3=[H+][H2PO4-]/[H3PO4] (1) H2PO4- --> H+ + HPO42- Ka2=6.2*10-8=[H+][HPO42-]/[H2PO4-] (2) HPO42- --> H+ + PO43- Ka3=4.8*10-13=[H+][PO43-]/[HPO42-] (3) 電荷平衡: [K+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-], 即 3.223*10-3+[H+]=1.613*107[H+][HPO42-]+2[HPO42-]+1.44*10-12[HPO42-]/[H+]+1.0*10-14/[H+], 忽略左邊第二項和右邊第三項: [HPO42-]=(3.223*10-3-1.0*10-14/[H+])/(1.613*107[H+]+2) (4) 質量平衡: [PO4]T=[H3PO4]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[PO43-]=2.016*10-3 M 1.333*102[H+][H2PO4-]+[H2PO4-]+[HPO42-]+4.8*10-13[HPO42-]/[H+]=2.016*10-3 M, 左邊第一和第四項可忽略,代入(2): (1.613*107[H+]+1)[HPO42-]=2.016*10-3 M (5) 代入(4): 5.198*104[H+]+3.222*10-3-1.0*10-14/[H+]=3.251*104[H+]+4.032*10-3, 整理後: 1.947*104[H+]2-8.095*10-4[H+]-1.0*10-14=0, 解得[H+]=4.16*10-8 M, pH=-log(4.16*10-8)=7.38 加入HCl(分子量36.5)會影響電荷平衡, [Cl-]=0.03/36.5=8.22*10-4 M. 電荷平衡: [K+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-]+[Cl-], 即 3.223*10-3+[H+]=1.613*107[H+][HPO42-]+2[HPO42-]+1.44*10-12[HPO42-]/[H+]+1.0*10-14/[H+]+8.22*10-4, 忽略左邊第二項和右邊第三項: [HPO42-]=(2.401*10-3-1.0*10-14/[H+])/(1.613*107[H+]+2), 代入(5): 3.872*104[H+]+2.401*10-3-1.0*10-14/[H+]=3.251*104[H+]+4.032*10-3, 整理後: 6.209*103[H+]2-1.631*10-3[H+]-1.0*10-14=0, 解得[H+]=2.63*10-7 M, pH=-log(2.63*10-7)=6.58

其他解答:8081B933AEEFE995