Komentáře
- Co víte o acidobazické rovnováze? Přesněji řečeno, co je rozpuštěný aniont v rovnováze s pevným fosforečnanem barnatým a co se s ním stane, když přidáte kyselinu?
- Vítejte v Chemistry.SE! Pro domácí úkoly máme zásady pro web. Upravte prosím svou otázku tak, aby obsahovala váš pokus o problém, kde jste se zasekli, a dejte nám vědět, kde ' znovu nacházíte potíže, abychom vám mohli nejlépe pomoci.
Odpověď
Mnoho fosfátů není rozpustných ve vodě při standardní teplotě a tlaku, s výjimkou sodíku, draslíku, rubidia, cesia, a fosforečnany amonné, které jsou všechny rozpustné ve vodě. Vodík a dihydrogenfosforečnany jsou zpravidla o něco rozpustnější než odpovídající fosfáty ( Wikipedia ). Například na základě tabulky rozpustnosti na Wikipedii je rozpustnost $ \ ce {BaHPO4} $ $ \ pu {0,013 g} $ v $ \ pu {100 ml} $ v $ \ pu {20 ^ {\ circ} C} $ a Zpráva CDC.gov uvádí, že:
Rozpustnost sloučenin baria ve vodě se zvyšuje s klesajícím $ \ mathrm {pH} $ .
Studie rozpustnosti fosforečnanů stroncia, barya a hořčíku byly nicméně provedeny dříve (viz č. 1). Byly také přezkoumány fosforečnany alkalických zemin jako celek (Ref.2).
To znamená, že pojďme se podívat na chování fosfátů s $ \ mathrm {pH } $ . Tři $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ hodnoty pro kyselinu fosforečnou jsou 2,16, 7,21 a 12,32. Tedy vodný fosfát existuje ve čtyřech formách ( Wikipedia ):
- silně základní podmínky, převládá fosfátový iont ( $ \ ce {PO4 ^ 3 -} $ ).
- Ve slabě základních podmínkách je fosforečnanový iont ( $ \ ce {HPO4 ^ 2 -} $ ) převládá.
- Ve slabě kyselých podmínkách je dihydrogenfosforečnanový ion ( $ \ ce {H2PO4 -} $ ) je nejběžnější.
- V silně kyselých podmínkách trihydrogenfosfát ( $ \ ce {H3PO4} $ ) je hlavní forma.
When dilut e $ \ ce {HCl} $ (řekněme $ \ pu {3 M} $ a tedy $ \ mathrm {pH} \ cca -0,48 $ ) je přidán do pevného $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ , dojde k následujícím reakcím s vodnými ionty hydronia: $$ \ ce {Ba3 (PO4) 2 (s) + nH2O (l) < = > 3Ba ^ 2 + (aq) + 2PO4 ^ 3- (aq)} $$ $$ \ ce {PO4 ^ 3- (aq) + H3O + (aq) – > HPO4 ^ 2- (aq) + H2O (l)} $$
Protože $ \ mathrm {pH} $ roztoku kyseliny je nižší než $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ z $ \ ce {H3PO4} $ kyselina, $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ pevná látka by se pomalu rozpustila za vzniku $ \ ce {H3PO4 (aq)} $ a $ \ ce {BaCl2 (aq)} $ v řešení ( Princip kanálu Le Chatelier).
Tento jev by se však nestal u $ \ ce {BaSO4} $ pevných, protože $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ z $ \ ce {H2SO4} $ je asi $ – 3 $ , což je mnohem méně než v provozu $ \ mathrm {pH} $ . Proto od $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a2} = 1,99 $ pro $ \ ce {H2SO4} $ , je možné vytvořit $ \ ce {Ba (HSO4) 2} $ , přesto se říká, že jeho rozpustnost je také nízká ( $ \ přibližně \ pu {0.015 g} $ v $ \ pu {100 ml} $ vody při $ \ pu {25 ^ {\ circ} C} $ ).
Reference:
- L. E. Holt, Jr., J. A Pierce, C. N Kajdi, „Rozpustnost fosforečnanů stroncia, barya a hořčíku a jejich vztah k problému kalcifikace,“ Journal of Colloid Science 1954 , 9 (5) , 409–426 ( https://doi.org/10.1016/0095-8522(54) 90029-X ).
- R. W. Mooney, M. A. Aia, „Fosfáty alkalických zemin“, Chem. Rev. 1961 , 61 (5) , 433–462 (DOI: 10.1021 / cr60213a001).
Komentáře
- Menší bod. Existuje ve skutečnosti $ \ ce {(NH4) 3PO4} $, nebo musí být fosforečnan amonný kyselá sůl? Normální fosfátový ion " by měl být " dostatečně silný, aby vytlačil $ \ ce {NH3} $.
- @Oscar Lanzi: Upřímně řečeno, nevěděl jsem, co je $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ z $ \ ce {(NH4) 3PO4} $. Ale našel jsem tuto informaci pro $ \ ce {(NH4) H2PO4} $: Roztok stechometrického monoamoniumfosfátu je kyselý (pH 4,7 při 0,1% koncentraci, 4,2 při 5%) .