Kommentarer
- Hva vet du om syre-base-likevekten? Mer til poenget, hva oppløst anion er i likevekt med fast bariumfosfat, og hva skjer med det når du tilsetter en syre?
- Velkommen til Chemistry.SE! Vi har en nettstedspolicy for lekser . Rediger spørsmålet ditt for å inkludere forsøket på problemet, hvor du har sittet fast, og gi oss beskjed om hvor du ' finner problemer så vi best kan hjelpe deg.
Svar
Mange fosfater er ikke oppløselige i vann ved standard temperatur og trykk, bortsett fra natrium, kalium, rubidium, cesium, og ammoniumfosfater, som alle er vannløselige. Som regel er hydrogen- og dihydrogenfosfatene litt mer oppløselige enn de tilsvarende fosfatene ( Wikipedia ). Basert på Wikipedia-løselighetstabell , er for eksempel løseligheten til $ \ ce {BaHPO4} $ $ \ pu {0,013 g} $ i $ \ pu {100 mL} $ ved $ \ pu {20 ^ {\ circ} C} $ , og en CDC.gov-rapport sier at:
Vannløseligheten til bariumforbindelser øker med avtagende $ \ mathrm {pH} $ .
Likevel er løselighetsstudiene av fosfater av strontium, barium og magnesium gjort tidligere (Ref.1). Alkaliske jordfosfater som helhet er også gjennomgått (Ref.2).
Når det er sagt, la oss se på fosfatatferd med $ \ mathrm {pH } $ . De tre $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ verdiene for fosforsyre er 2,16, 7,21 og 12,32. Dermed vandig fosfat finnes i fire former ( Wikipedia ):
- Sterkt grunnleggende forhold dominerer fosfationen ( $ \ ce {PO4 ^ 3 -} $ ).
- Under svakt basiske forhold er hydrogenfosfationen ( $ \ ce {HPO4 ^ 2 -} $ ) er utbredt.
- Under svakt sure forhold er dihydrogenfosfationen ( $ \ ce {H2PO4 -} $ ) er vanligst.
- Under sterkt sure forhold er trihydrogenfosfat ( $ \ ce {H3PO4} $ ) er hovedformen.
Ved fortynning e $ \ ce {HCl} $ (si $ \ pu {3 M} $ og dermed $ \ mathrm {pH} \ approx -0.48 $ ) blir lagt til solid $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ , følgende reaksjoner vil forekomme med vandige hydroniumioner: $$ \ ce {Ba3 (PO4) 2 (s) + nH2O (l) < = > 3Ba ^ 2 + (aq) + 2PO4 ^ 3- (aq)} $$ $$ \ ce {PO4 ^ 3- (aq) + H3O + (aq) – > HPO4 ^ 2- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {HPO4 ^ 2- (aq) + H3O + (aq) – > H2PO4- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {H2PO4- (aq) + H3O + (aq) – > H3PO4 (aq) + H2O (l )} $$
Fordi $ \ mathrm {pH} $ av syreoppløsningen er lavere enn $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ av $ \ ce {H3PO4} $ syre, $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ solid ville sakte oppløses for å gi $ \ ce {H3PO4 (aq)} $ og $ \ ce {BaCl2 (aq)} $ i løsningen ( Channel Le Chateliers prinsipp).
Dette fenomenet vil imidlertid ikke skje med $ \ ce {BaSO4} $ solid fordi $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ av $ \ ce {H2SO4} $ handler om $ – 3 $ , som er mye lavere enn den operative $ \ mathrm {pH} $ . Derfor, siden $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a2} = 1,99 $ for $ \ ce {H2SO4} $ , er det mulig å danne $ \ ce {Ba (HSO4) 2} $ , men likevel sies det at den også er lav ( $ \ approx \ pu {0.015 g} $ i $ \ pu {100 mL} $ vann i $ \ pu {25 ^ {\ circ} C} $ ).
Referanser:
- L. E. Holt, Jr., J. A Pierce, C. N Kajdi, «Løseligheten til fosfater av strontium, barium og magnesium og deres forhold til forkalkningsproblemet,» 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, “Alkaline Earth Phosphates,” Chem. Rev. 1961 , 61 (5) , 433–462 (DOI: 10.1021 / cr60213a001).
Kommentarer
- Mindre poeng. Er det faktisk $ \ ce {(NH4) 3PO4} $, eller må ammoniumfosfat være et syresalt? Det normale fosfationet " bør være " sterkt grunnleggende nok til å fortrenge $ \ ce {NH3} $.
- @Oscar Lanzi: Helt ærlig visste jeg ikke hva som er $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ of $ \ ce {(NH4) 3PO4} $. Men jeg fant denne informasjonen for $ \ ce {(NH4) H2PO4} $: En løsning av støkometrisk monoammoniumfosfat er sur (pH 4,7 ved 0,1% konsentrasjon, 4,2 ved 5%) .