4 (配点 21点)
次の文を読み,問1~ 問6に答えよ。 ただし, [X] は Xのモル濃度 [mol/L] を表し,
水のイオン積はKw= [H+][OH]=1.0×10-14 (mol/L)とする。 また、必要があれば
log101.5=0.18, 10g104.5=0.65, 10g106.3=0.80, 10g107.1=0.85 を用いよ。
リン酸H3PO4 は3価の酸であり、水溶液中では次の式 ①~③のように3段階で電
離する。
H3PO4
H+ + H2PO4
H2PO4 ¯
H+ + HPO42-
2-
HPO421 H+ + PO43-
①
②
③
式①の電離定数 K1, 式 ② の電離定数 K2, 式③の電離定数 K3 は平衡状態におけ
る各成分のモル濃度を用いてそれぞれ次の式 ④~⑥のように表され, その値は
K1=7.1×10-mol/L, K2=6.3×10-mol/L, K3=4.5×10-13mol/L とする。
[H+] [H2PO4-]
K₁=
[H3PO4]
[H+][HPO42-]
K2=
[H2PO4]
[H+][PO4-]
K3=
[HPO42-]
④
⑤
⑥
これらの式をもとに,リン酸水溶液やリン酸塩を用いた緩衝液のpHを求めてみよう。