题目
用H3PO4(pKa1=2.16,pKa2=7.21,pKa3=12.32)和NaOH所配成的pH=7.0的缓冲溶液中,抗酸成分是( )A. H2PO4-B. HPO42-C. H3PO4D. H3O+
用H3PO4(pKa1=2.16,pKa2=7.21,pKa3=12.32)和NaOH所配成的pH=7.0的缓冲溶液中,抗酸成分是( )
A. H2PO4-
B. HPO42-
C. H3PO4
D. H3O+
题目解答
答案
B. HPO42-
解析
本题考查缓冲溶液的组成及抗酸成分的判断。关键点在于:
- 缓冲对的选择:根据溶液的pH值选择对应的pKa值,确定参与缓冲的共轭酸碱对。
- 抗酸成分的定义:抗酸成分是缓冲对中的共轭碱,能够中和外加的酸(H⁺)。
H₃PO₄是三元弱酸,其三个pKa值分别为2.16、7.21、12.32。当配制pH=7.0的缓冲溶液时,需选择与pH最接近的pKa值(pKa₂=7.21),对应的缓冲对为H₂PO₄⁻(酸)和HPO₄²⁻(碱)。此时,抗酸成分是共轭碱HPO₄²⁻。
步骤1:确定有效缓冲对
- H₃PO₄的三个离解步骤对应三个pKa值:
- H₃PO₄ ⇌ H₂PO₄⁻ + H⁺(pKa₁=2.16)
- H₂PO₄⁻ ⇌ HPO₄²⁻ + H⁺(pKa₂=7.21)
- HPO₄²⁻ ⇌ PO₄³⁻ + H⁺(pKa₃=12.32)
- 题目要求pH=7.0,与pKa₂(7.21)最接近,因此有效缓冲对为H₂PO₄⁻和HPO₄²⁻。
步骤2:判断抗酸成分
- 抗酸成分是缓冲对中的共轭碱,能够与外加酸(H⁺)反应:
- HPO₄²⁻ + H⁺ → H₂PO₄⁻
- 因此,抗酸成分为HPO₄²⁻(选项B)。