Kommentit
- Mitä tiedät happo-emäs-tasapainosta? Mikä liuennut anioni on tasapainossa kiinteän bariumfosfaatin kanssa ja mitä sille tapahtuu, kun lisäät happoa?
- Tervetuloa Chemistry.SE: hen! Meillä on sivustokäytäntö kotitehtäviä koskeviin kysymyksiin. Muokkaa kysymystäsi niin, että se sisältää yrityksesi ongelmaan, jossa jumitit, ja ilmoita meille, mistä ' löydät vaikeuksia, jotta voimme auttaa sinua parhaiten.
Vastaus
Monet fosfaatit eivät liukene veteen vakiolämpötilassa ja -paineessa, lukuun ottamatta natriumia, kaliumia, rubidiumia, cesiumia, ja ammoniumfosfaatit, jotka kaikki ovat vesiliukoisia. Vety- ja dihydrofosfaatit ovat yleensä liukoisempia kuin vastaavat fosfaatit ( Wikipedia ). Esimerkiksi Wikipedia -liukoisuustaulukon perusteella $ \ ce {BaHPO4} $ -liukoisuus on $ \ pu {0,013 g} $ ryhmässä $ \ pu {100 ml} $ paikassa $ \ pu {20 ^ {\ circ} C} $ , ja CDC.gov-raportissa todetaan, että:
Bariumiyhdisteiden vesiliukoisuus kasvaa laskemalla $ \ mathrm {pH} $ .
Strontiumin, bariumin ja magnesiumin fosfaattien liukoisuustutkimukset on kuitenkin tehty aiemmin (viite 1). Myös maa-alkalimetallifosfaatit on tarkistettu (viite 2).
Katsotaanpa fosfaattien käyttäytymistä $ \ mathrm {pH } $ . Fosforihapon kolme $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ -arvoa ovat 2,16, 7,21 ja 12,32. fosfaatin vesiliuosta on neljässä muodossa ( Wikipedia ):
- voimakkaasti Perusolosuhteissa fosfaatti-ioni ( $ \ ce {PO4 ^ 3 -} $ ) on hallussa.
- Heikosti emäksisissä olosuhteissa vetyfosfaatti-ioni ( $ \ ce {HPO4 ^ 2 -} $ ) on yleinen.
- Heikosti happamissa olosuhteissa divetyfosfaatti-ioni ( $ \ ce {H2PO4 -} $ ) on yleisimpiä.
- Voimakkaasti happamissa olosuhteissa trihydrogeenifosfaatti ( $ \ ce {H3PO4} $ ) on päämuoto.
Laimennettuna e $ \ ce {HCl} $ (sano $ \ pu {3 M} $ ja siten $ \ mathrm {pH} \ noin -0,48 $ ) lisätään kiinteään $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ , seuraavat reaktiot tapahtuvat vesipitoisten hydroniumionien kanssa: $$ \ ce {Ba3 (PO4) 2 (s) + nH2O (l) < = > 3Ba ^ 2 + (aq) + 2PO4 ^ 3- (aq)} $$ $$ \ ce {PO4 ^ 3- (aq) + H3O + (aq) – > HPO4 ^ 2- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {HPO4 ^ 2- (aq) + H3O + (aq) – > H2PO4- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {H2PO4- (aq) + H3O + (aq) – > H3PO4 (aq) + H2O (l )} $$
Koska happoliuoksen $ \ mathrm {pH} $ on pienempi kuin pan class = $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ ontainer ”> $ \ ce {H3PO4} $ happo, $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ kiinteä aine liukenisi hitaasti saaden $ \ ce {H3PO4 (aq)} $ ja $ \ ce {BaCl2 (aq)} $ ratkaisussa ( Channel Le Chatelier -periaate).
Tätä ilmiötä ei kuitenkaan tapahtuisi, kun $ \ ce {BaSO4} $ on kiinteä, koska $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ / $ \ ce {H2SO4} $ on noin $ – 3 $ , joka on paljon pienempi kuin käytössä oleva $ \ mathrm {pH} $ . Siksi, koska $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a2} = 1,99 $ kohteelle $ \ ce {H2SO4} $ , on mahdollista muodostaa $ \ ce {Ba (HSO4) 2} $ , mutta sen liukoisuuden sanotaan olevan myös pieni ( $ \ approx \ pu {0.015 g} $ $ \ pu {100 mL} $ vedessä $ \ pu {25 ^ {\ circ} C} $ ).
Viitteet:
- L. E. Holt, nuorempi, J. A Pierce, C. N Kajdi, ”Strontiumin, bariumin ja magnesiumin fosfaattien liukoisuus ja niiden suhde kalkkeutumisen ongelmaan” > 1954 , 9 (5) , 409–426 ( https://doi.org/10.1016/0095-8522(54) 90029-X ).
- R. W. Mooney, M. A. Aia, ”alkalimetallifosfaatit”, Chem. Ilm. 1961 , 61 (5) , 433–462 (DOI: 10.1021 / cr60213a001).
Kommentit
- Pieni kohta. Onko oikeastaan $ \ ce {(NH4) 3PO4} $, vai onko ammoniumfosfaatin oltava happosuola? Normaalin fosfaatti-ionin " tulee olla " riittävän emäksinen syrjäyttääkseen $ \ ce {NH3} $.
- @Oscar Lanzi: Rehellisesti, en tiennyt, mikä on $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ of $ \ ce {(NH4) 3PO4} $. Mutta löysin tämän tiedon tuotteelle $ \ ce {(NH4) H2PO4} $: Stoikometrisen monoammoniumfosfaatin liuos on hapan (pH 4,7 0,1%: n pitoisuudella, 4,2 5%: lla) .