题目
【单选题】在磷酸盐溶液中,HPO42-浓度最大时的pH是-----------------------------------------------() (已知H3PO4的解离常数pKa1 = 2.12, pKa2 = 7.20, pKa3 = 12.36)
【单选题】在磷酸盐溶液中,HPO42-浓度最大时的pH是-----------------------------------------------() (已知H3PO4的解离常数pKa1 = 2.12, pKa2 = 7.20, pKa3 = 12.36)
题目解答
答案
978
解析
本题考查磷酸盐溶液中特定酸根离子浓度最大值对应的pH值,核心思路是利用多元弱酸的分步解离特性。关键点在于:
- HPO4^2-的形成与解离:HPO4^2-由H2PO4^-的第二次解离生成,同时会进一步解离为PO4^3-。
- 浓度最大值的判断:当溶液pH处于相邻两个解离常数的中间值时,对应酸根离子的浓度最大。即 pH = (pKa2 + pKa3)/2。
磷酸(H3PO4)是三元弱酸,分三次解离:
- 第一次解离:H3PO4 ⇌ H2PO4^- + H+,对应pKa1 = 2.12。
- 第二次解离:H2PO4^- ⇌ HPO4^2- + H+,对应pKa2 = 7.20。
- 第三次解离:HPO4^2- ⇌ PO4^3- + H+,对应pKa3 = 12.36。
HPO4^2-浓度最大的条件:
- 当pH接近pKa2时,H2PO4^-开始大量转化为HPO4^2-。
- 当pH接近pKa3时,HPO4^2-会进一步解离为PO4^3-。
- 因此,HPO4^2-浓度最大的pH值为pKa2和pKa3的平均值:
$\text{pH} = \frac{\text{pKa2} + \text{pKa3}}{2} = \frac{7.20 + 12.36}{2} = 9.78$