酸碱滴定的问题H3PO4的pKa1~pKa2分别为2.12,7.20,12.4.当溶液pH为7.3时,溶液中主要的离子形式是?

Question

酸碱滴定的问题
H3PO4的pKa1~pKa2分别为2.12,7.20,12.4.当溶液pH为7.3时,溶液中主要的离子形式是?

Answer 1

溶液中主要的离子形式是H2PO4-和HPO42-.
溶液pH为7.3时,接近中性.
（1）若主要离子形式为H2PO4-,H2PO4-既可解离出H+,又可水解产生OH-
H2PO4- ⇋ HPO42- + H+ Ka=Ka2=10^-7.20
H2PO4- + H2O ⇋ H3PO4 + OH- Kb=Kw/Ka1=10^-14/10^-2.12=10^-11.88
显然 Ka比 Kb大得多,所以解离比水解程度高得多,也就是H2PO4-在水中以解离出H+为主,因此溶液应该显酸性,与题目不符.
（2）若主要离子形式为HPO42-,同样HPO42-既可解离出H+,又可水解产生OH-
HPO42- ⇋ PO43- + H+ Ka=Ka3=10^-12.4
HPO42- + H2O ⇋ H2PO4- + OH- Kb=Kw/Ka2=10^-14/10^-7.20=10^-6.80
显然 Ka比 Kb小得多（差10万倍多）,所以水解比解离程度高得多,也就是HPO42-在水中以水解产生OH-为主,因此溶液应该显较强的碱性,与题目不符（题目中PH=7.3碱性非常非常弱）.
（3）若主要离子形式为PO43-,显然PO43-的水解程度比HPO42-还大,也就是碱性更强,所以也不符合题意.
因此主要形式只能是混合离子,混合离子可能的组成为：
H2PO4-~HPO42-或HPO42-~PO43-,不能为H2PO4-~PO43-(二者会反应生成HPO42-)
显然应该是第一组,第二组都是碱性,混合后碱性仍较大.