Рассчитать рН раствора фосфорной кислоты H3PО4 с концентрацией 0,01 моль/л.

Постоянный пользователь нашего ресурса написал нам почту в 18:14 с просьбой предоставить развернутый ответ на его вопрос. Наши эксперты отнесли этот вопрос к разделу Разное. Для ответа был привлечен один из опытных специалистов, который занимается написанием студенческих работ.

Цитируем вопрос ваш вопрос

Рассчитать рН раствора фосфорной кислоты H3PО4 с концентрацией 0,01 моль/л.

Разбор вопроса и ответ на него

Раздел 'ЕГЭ (школьный)', к которому был отнесён этот вопрос является не простой рубрикой. Для подготовки ответа на вопросы из этой рубрики специалист должен обладать широкими познаниями в различных научных областях. Однако в нашей компании таковые имеются.

Вы спрашивали:

Рассчитать рН раствора фосфорной кислоты H3PО4 с концентрацией 0,01 моль/л.

Конечно этот ответ может полностью не раскрыть тему вопроса, но мы постарались сделать его максимально полным. Предлагаем ознакомиться с мнением эксперта по этой теме:

H3PO4 как трехосновная кислота диссоциирует на ионы в три ступени:
1. H3PO4 ⇆ H+ + H2PO4 – , K1 = [H+]∙[H2PO4– ]/[H3PO4] = 7,59 ⋅ 10^–3
2. H2PO4 – ⇆ H+ + HPO4 2– , K2 = [H+]∙[HPO4 2–]/[H2PO4– ] = 6,31 ⋅ 10^–8
3. HPO4 2– ⇆ H+ + PO4 3– , K3 = [H+][PO4 3–]/[HPO4 2–] = 1,26⋅10^–12.

К2 « К3 « К1, поэтому как правило достаточно посчитать рН только по К1, т.к. вклад К2 и К3 будет незначителен и на рН почти не повлияет.

H3PO4 → H+ + H2PO4 – , K1 = [H+]∙[H2PO4– ]/[H3PO4] = 7,59 ⋅ 10^–3
Примем [H+]≈[H2PO4– ] = х, тогда [H3PO4] = 0,01 – х
х² / (0,01 – х) = 7,59 ⋅ 10^–3
х² + (7,59 ⋅ 10^–3)х - 7,59 ⋅ 10^–5 = 0
Положительное значение х в этом уравнении = [H+]
х= [H+] =5,708 ∙ 10^–3 моль/л
рН = – lg[H+] = 2,24

Для более точного значения рН нужно построить ур. мат. баланса на основании первых двух ступеней диссоциации, К1, К2 и [H+]∙[OH–] = Kw.
Не буду долго объяснять и расписывать, как строится выражение для мат. баланса [H+] в р-ре двухосновной кислоты, если вы это учили, можно переписать из тетради/учебника, если нет, то тем более не надо :)
В конце концов получим вот такое симпатичное выражение - полином:
[H+]^4 + [H+]³ ∙ ([H2PO4–] + K1) = [H+]² ∙ (K1K2 − Kw) −[H+] ∙ {K1([A−]K2 + Kw)} −K1∙K2∙Kw = 0
решив которое, найдем [H+] и по нему более точное значение рН.

К нам на почту приходит много вопросов. Мы стараемся отвечать на все. Однако вы должны понимать, что большая загруженность увеличивает время ответа. Сейчас среднее время ответа равно 16:45.