Mulți fosfați nu sunt solubili în apă la temperatura și presiunea standard, cu excepția sodiului, potasiului, rubidiului, cesiului, și fosfați de amoniu, care sunt toți solubili în apă. De regulă, hidrogen și dihidrogen fosfați sunt puțin mai solubili decât fosfații corespunzători ( Wikipedia ). De exemplu, pe baza Tabelul de solubilitate Wikipedia , solubilitatea $ \ ce {BaHPO4} $ este $ \ pu {0,013 g} $ în $ \ pu {100 mL} $ la $ \ pu {20 ^ {\ circ} C} $ și un raport CDC.gov afirmă că:
Solubilitatea în apă a compușilor de bariu crește odată cu scăderea $ \ mathrm {pH} $ .
Cu toate acestea, studiile de solubilitate ale fosfaților de stronțiu, bariu și magneziu au fost făcute anterior (Ref.1). Fosfații alcalino-pământii în ansamblu au fost de asemenea revizuiți (Ref.2).
Acestea fiind spuse, să analizăm comportamentul fosfaților cu $ \ mathrm {pH } $ . Cele trei valori $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ pentru acidul fosforic sunt 2.16, 7.21 și 12.32. Astfel, fosfatul apos există în patru forme ( Wikipedia ):
- În mod puternic condiții de bază, predomină ionul fosfat ( $ \ ce {PO4 ^ 3 -} $ ).
- În condiții slab de bază, ionul fosfat de hidrogen ( $ \ ce {HPO4 ^ 2 -} $ ) este predominant.
- În condiții slab acide, ionul dihidrogen fosfat ( $ \ ce {H2PO4 -} $ ) este cel mai frecvent.
- În condiții puternic acide, fosfatul de trihidrogen ( $ \ ce {H3PO4} $ ) este forma principală.
Când se diluează e $ \ ce {HCl} $ (spuneți $ \ pu {3 M} $ și, prin urmare, $ \ mathrm {pH} \ approx -0.48 $ ) este adăugat la solid $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ , următoarele reacții vor avea loc cu ionii apoși de hidroniu: $$ \ ce {Ba3 (PO4) 2 (s) + nH2O (l) < = > 3Ba ^ 2 + (aq) + 2PO4 ^ 3- (aq)} $$ $$ \ ce {PO4 ^ 3- (aq) + H3O + (aq) – > HPO4 ^ 2- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {HPO4 ^ 2- (aq) + H3O + (aq) – > H2PO4- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {H2PO4- (aq) + H3O + (aq) – > H3PO4 (aq) + H2O (l )} $$
Deoarece, $ \ mathrm {pH} $ din soluția acidă este mai mic decât $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ din $ \ ce {H3PO4} $ acid, $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ solid se dizolvă încet pentru a da $ \ ce {H3PO4 (aq)} $ și $ \ ce {BaCl2 (aq)} $ în soluție ( Principiul Channel Le Chatelier).
Cu toate acestea, acest fenomen nu s-ar întâmpla cu $ \ ce {BaSO4} $ solid deoarece $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ din $ \ ce {H2SO4} $ este de aproximativ $ – 3 $ , care este mult mai mic decât $ \ mathrm {pH} $ de funcționare. Prin urmare, deoarece $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a2} = 1,99 $ pentru $ \ ce {H2SO4} $ , este posibil să se formeze $ \ ce {Ba (HSO4) 2} $ , totuși solubilitatea sa se spune că este de asemenea scăzută ( $ \ approx \ pu {0.015 g} $ în $ \ pu {100 mL} $ de apă la $ \ pu {25 ^ {\ circ} C} $ ).
Referințe:
- L. E. Holt, Jr., J. A Pierce, C. N Kajdi, „Solubilitatea fosfaților de stronțiu, bariu și magneziu și relația lor cu problema calcificării”, 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, „Fosfați pământeni alcalini”, Chem. Rev. 1961 , 61 (5) , 433-462 (DOI: 10.1021 / cr60213a001).
Comentarii