Kommentarer
- Vad vet du om syrabasjämvikten? Närmare bestämt, vilken upplöst anjon är i jämvikt med fast bariumfosfat och vad händer med det när du tillsätter en syra?
- Välkommen till Chemistry.SE! Vi har en webbplatspolicy för läxor -frågor. Redigera din fråga för att inkludera ditt försök till problemet, där du har fastnat och låt oss veta var du ' hittar svårigheter så att vi bäst kan hjälpa dig.
Svar
Många fosfater är inte lösliga i vatten vid standardtemperatur och tryck, förutom natrium, kalium, rubidium, cesium, och ammoniumfosfater, som alla är vattenlösliga. Som regel är väte- och dihydrogenfosfaterna något mer lösliga än motsvarande fosfater ( Wikipedia ). Baserat på Wikipedia Solubility Table är lösligheten för $ \ ce {BaHPO4} $ $ \ pu {0,013 g} $ i $ \ pu {100 mL} $ vid $ \ pu {20 ^ {\ circ} C} $ , och en CDC.gov-rapport anger att:
Vattenlösligheten hos bariumföreningar ökar med minskande $ \ mathrm {pH} $ .
Löslighetsstudierna av fosfater av strontium, barium och magnesium har dock gjorts tidigare (Ref.1). Alkaliska jordfosfater som helhet har också granskats (Ref.2).
Som sagt, låt oss titta på fosfatbeteende med $ \ mathrm {pH } $ . De tre $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ värdena för fosforsyra är 2,16, 7,21 och 12,32. vattenhaltigt fosfat finns i fyra former ( Wikipedia ):
- In starkt grundläggande förhållanden dominerar fosfatjonen ( $ \ ce {PO4 ^ 3 -} $ ).
- Under svagt grundläggande förhållanden är vätefosfatjonen ( $ \ ce {HPO4 ^ 2 -} $ ) är vanlig.
- Under svagt sura förhållanden är dihydrogenfosfatjonen ( $ \ ce {H2PO4 -} $ ) är vanligast.
- Under starkt sura förhållanden är trihydrogenfosfat ( $ \ ce {H3PO4} $ ) är huvudformen.
Vid utspädning e $ \ ce {HCl} $ (säg $ \ pu {3 M} $ och därmed $ \ mathrm {pH} \ approx -0.48 $ ) läggs till fast $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ , följande reaktioner kommer att inträffa med vattenhaltiga hydroniumjoner: $$ \ ce {Ba3 (PO4) 2 (s) + nH2O (l) < = > 3Ba ^ 2 + (aq) + 2PO4 ^ 3- (aq)} $$ $$ \ ce {PO4 ^ 3- (aq) + H3O + (aq) – > HPO4 ^ 2- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {HPO4 ^ 2- (aq) + H3O + (aq) – > H2PO4- (aq) + H2O (l)} $$ $$ \ ce {H2PO4- (aq) + H3O + (aq) – > H3PO4 (aq) + H2O (l )} $$
Eftersom $ \ mathrm {pH} $ av syralösningen är lägre än $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ för $ \ ce {H3PO4} $ syra, $ \ ce {Ba3 (PO4) 2} $ fast fast skulle långsamt lösas upp för att ge $ \ ce {H3PO4 (aq)} $ och $ \ ce {BaCl2 (aq)} $ i lösningen ( Channel Le Chateliers princip).
Detta fenomen skulle dock inte hända med $ \ ce {BaSO4} $ solid eftersom $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a1} $ av $ \ ce {H2SO4} $ handlar om $ – 3 $ , vilket är mycket lägre än $ \ mathrm {pH} $ . Eftersom $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a2} = 1,99 $ för $ \ ce {H2SO4} $ är det möjligt att bilda $ \ ce {Ba (HSO4) 2} $ , men dess löslighet sägs också vara låg ( $ \ approx \ pu {0.015 g} $ i $ \ pu {100 mL} $ vatten vid $ \ pu {25 ^ {\ circ} C} $ ).
Referenser:
- L. E. Holt, Jr., J. A Pierce, C. N Kajdi, ”Lösligheten för fosfater av strontium, barium och magnesium och deras relation till förkalkningsproblemet,” 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 poäng. Finns det faktiskt $ \ ce {(NH4) 3PO4} $, eller måste ammoniumfosfat vara ett syrasalt? Den normala fosfatjonen " bör vara " tillräckligt grundläggande för att förskjuta $ \ ce {NH3} $.
- @Oscar Lanzi: Ärligt talat visste jag inte vad som är $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ of $ \ ce {(NH4) 3PO4} $. Men jag hittade den här informationen för $ \ ce {(NH4) H2PO4} $: En lösning av stökometrisk monoammoniumfosfat är sur (pH 4,7 vid 0,1% koncentration, 4,2 vid 5%) .