Calcul du pH des solutions est pas une mince affaire et est un exercice généralement réservé aux cours de chimie de niveau collégial. Néanmoins, de tels calculs peuvent être effectués avec un accès aux constantes de dissociation d'acide approprié (communément appelées «valeurs Ka»).
«Phosphate de sodium" est pas un composé unique, mais se réfère génériquement à l'un des trois différents sels de l'acide phosphorique: phosphate monosodique (NaH PO?), Le phosphate disodique (Na-HPO?) Ou le phosphate trisodique (Na? PO? ?). Les trois sels sont des composés solides qui sont solubles dans l'eau, mais les calculs de leurs valeurs de pH légèrement différentes.
Instructions
Sodium Phosphate dihydrogène et phosphate disodique
1 Obtenir le Ka pour l'acide phosphorique à partir d'une source de référence. Dans ce cas, la valeur correspondante est Ka ?, ce qui correspond à l'équilibre
H? PO ?? + H? O? HPO? ²? + H? O?
Le Ka? pour l'acide phosphorique est 6,17 x 10 ??
2 Ecrire l'expression Ka pour l'équilibre à l'étape 1. Notez que la notation carrée support représente la concentration d'une espèce donnée en unités de moles par litre (mol / L). Dans ce cas,
Ka? = [HPO? ²?] [H? O?] / [H? PO ??]
Cependant, [HPO? ²?] = [H? O?], Donc
[H? O?] ² = Ka? [H? PO ??]
3 Calculer la concentration (en mol / L), du NaH? PO ?. En général,
[NaH? PO?] = (G NaH? PO?) / (126,11 g / mol) / (L solution)
Par exemple, si 2,00 g de NaH? PO? est dissous et dilué à 1,00 L,
[NaH? PO?] = (2,00 g) / (126,11 g / mol) / (1,00 L) = 0,0159 mol / L
4 Remplacez la concentration déterminée à l'étape 3 dans l'équation de l'étape 2, une solution pour [H O?]:
[H? O?] ² = 6,32 x 10 ?? (0,0159 mol / L) = 1,00 x 10 ??
Prendre la racine carrée des deux côtés donne
[H? O?] = 3,17 x 10 ?? mol / L
5 Calculer le pH de la solution selon l'équation de pH, pH = -log [H O?]:
pH = -log [H? O?] = -log (3.17 x 10 ??)
pH = 4,50
6 Calculer le pH d'une solution de Na? HPO? par le même procédé, sauf qu'on utilise Ka? H? PO? (Ka? = 4,79 x 10? ¹³).
Phosphate trisodique
7 Obtenir le Kb pour l'ion phosphate à partir d'une source de référence. Dans ce cas, la valeur correspondante est Ka ?, ce qui correspond à l'équilibre
PO? ³? + H? O? HPO? ²? + OH?
Le Ka? pour l'acide phosphorique est de 4,50 x 10? ¹³ et Ko de PO? ³? est donné par
Kb = Kw / Ka = 1,0 x 10? ¹? / 4,5 x 10? ¹³ = 0,0222
8 Ecrire l'expression Kb pour l'équilibre à l'étape 1. Dans ce cas,
Kb = [HPO? ²?] [OH?] / [PO? ³?]
Cependant, [HPO? ²?] = [OH?], Donc
[OH?] ² = Ka [PO? ³?]
9 Calculer la concentration (en moles par litre, mol / L) du Na? PO ?. En général,
[Na? PO?] = (G Na? PO?) / (163.94 g / mol) / (L solution)
Ainsi, pour 2,00 g de Na? PO? qui a été dissous et dilué à 1,00 L,
[Na? PO?] = (2,00 g) / (163,94 g / mol) / (1,00 L) = 0,0122 mol / L
dix Remplacer la concentration déterminée dans l'étape 3 dans l'équation de l'étape 2 et à résoudre pour la concentration en ions hydroxyde [OH?]
[OH?] ² = 0,0222 (0,0122 mol / L) = 2.71 x 10 ??
Prendre la racine carrée des deux côtés donne
[OH?] = 0,0165 mol / L
11 Calculer le pOH de la solution selon l'équation pOH, pOH = -log [OH?]:
pOH = -log [OH?] = -log (0,0165)
pOH = 1,78
Et, parce que pH + pOH = 14,0,
pH = 14 - pOH = 14,0 à 1,78 = 12,2