Рассчитайте pH 0,1м растворов а) ортофосфата натрия , б) Дигидрофосфата натрия

Для расчёта pH 0,1 М растворов ортофосфата натрия и дигидрофосфата натрия нужно учитывать их кислотно-основные свойства, основанные на ионных равновесиях ортофосфорной кислоты (H₃PO₄), которая является многоосновной кислотой. Вот подробный расчёт:

а) Ортофосфат натрия (Na₃PO₄):

Ортофосфат натрия полностью диссоциирует в воде:

Ион PO₄³⁻ является сильным основанием, так как он образуется при полном отщеплении всех трёх протонов от H₃PO₄. В воде он будет реагировать с молекулами воды по следующей реакции:

Равновесная концентрация OH⁻ определяется через константу гидролиза. Константа гидролиза рассчитывается через $K_b$, связанный с константой диссоциации $K_a3$ для перехода HPO₄²⁻ → PO₄³⁻:

Данные для ортофосфорной кислоты:

• $K_a3 \approx 4.8 \times 10^{-13}$
• $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$

Подставляем:

Гидролиз PO₄³⁻ можно считать слабым, и для расчёта концентрации OH⁻ используем:

где $C_0 = 0.1$ М — исходная концентрация PO₄³⁻.

Теперь pOH:

И pH:

Ответ для ортофосфата натрия: pH ≈ 12.7

б) Дигидрофосфат натрия (NaH₂PO₄):

Дигидрофосфат натрия полностью диссоциирует в воде:

Ион H₂PO₄⁻ является амфолитом: он может как отдавать, так и принимать протон. Для определения pH учитывают реакцию с водой, но обычно ключевой реакцией является донорство протона:

pH рассчитывается через $K_a2$ (вторая ступень диссоциации ортофосфорной кислоты):

Для амфолитов можно использовать приближённое выражение:

Где:

• $pK_a1 = -\log(K_a1) = -\log(7.5 \times 10^{-3}) \approx 2.12$
• $pK_a2 = -\log(K_a2) = -\log(6.2 \times 10^{-8}) \approx 7.21$

Подставляем:

Ответ для дигидрофосфата натрия: pH ≈ 4.7

Итоговые значения:

• а) Ортофосфат натрия: pH ≈ 12.7
• б) Дигидрофосфат натрия: pH ≈ 4.7