几种磷酸钠盐溶液的[H+]计算
2017-11-17 14:10阅读：
几种磷酸钠盐溶液的[H+]计算
磷酸是一个常见的多元弱酸，其钠盐有多种不同的类型。在一般的化学手册中就可以看到，磷酸的钠盐有，Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4，这样的三种。其溶液中[H+]的计算，不但是《分析化学》的重要教学内容，在《无机化学》中也时或有这样的问题出现。
人们一般都认为，这样的计算是没有什么难度可言的。但其计算中的一些细节问题也应引起人们的重视。加之，人们对这些体系中各物种的存在形式未必就有很深刻地了解。所以在这里再计算一下这些溶液的[H+
]，并讨论一下这些体系中的主要反应及溶液的实际组成，还是很有必要的。
一、
0.10mol·L-1
Na3PO4溶液的[H+]
从酸碱质子理论的角度来看，PO43-离子是一个三元的弱碱。要当作多元弱碱的溶液来处理（只能用其碱常数及质子碱的浓度，来计算其[OH-]）。
查得磷酸的三级解离常数分别是，Ka1=7.52×10-3，Ka2=6.23×10-8，Ka3=2.2×10-13。这样PO43-离子的三级碱常数就分别是，Kb1=4.5×10-2，Kb2=1.61×10-7，Kb3=1.33×10-12。
这三个碱常数间相差的很大（彼此间约互为105倍），所以这个多元弱碱可以当作一元弱碱来处理[1]。
又由于该碱的Kb1对于浓度c来说过大，使c/Kb1=2.2，远小于400。所以不能用最简式来进行计算。应该用如下的近似式来计算这个弱碱溶液的[OH-]（其计算的方法误差才不会大于5%，下同）。
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……（1）
上式可被整理成一个标准的二元一次方程，[OH-]2+Kb[OH-]-cKb=0。
再代入已知的数值，有[OH-]2+4.5×10-2[OH-]-4.5×10-3=0。
解这个方程，有[OH-]=4.8×10-2（mol·L-1
）。
（如用最简式，计算出[OH-]=6.7×10-2（mol·L-1
），会有+39%的误差）
可见，在这个溶液中PO43-离子的电离度α（也可以说是水解度）为，α=4.8×10-2/0.10=48%。
溶液中的[OH-]竟然差不多与0.048mol·L-1NaOH溶液中的[OH-]相当。
由此不难继续计算出，其它的一些离子浓度为，[H+]=2.1×10-13（mol·L-1
）。[PO43-]=c-c·α=0.052（mol·L-1
）。[HPO42-]=c·α=0.048（mol·L-1
）。
溶液中的主要反应（进行了48%）为，
PO43-+H2O=HPO42-+OH-。
另一方面，由分配系数也可以计算出PO43-离子及其各种水解形态的浓度值为，
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（mol·L-1
）。
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（mol·L-1
）。
继而还可以计算出，[H2PO4-]只有微不足道的1.61×10-7（mol·L-1
）。[H3PO4]当然就更少了。
总之，0.10mol·L-1
的Na3PO4溶液，是一个近一半PO43-离子要水解，而不是水解不显著；溶液碱性很强，大约相当于0.05mol·L-1NaOH，而不是有些许的碱性；不是PO43-离子浓度基本不变，而是PO43-离子与HPO42-离子浓度略约相等，这样的一个“特殊”的溶液。
要与一般强碱弱酸盐的较弱水解，明显地区分开来、
二、0.10mol·L-1
Na2HPO4溶液的[H+]
作为一个两性物质，其相关的两级电离常数为Ka2=6.23×10-8，Ka3=2.2×10-13
