Frage #8298c

!! LANGE ANTWORT !!

Sie haben also Ihre diprotische Säure, $H_2A$ und die Gleichgewichtsreaktionen, die in wässriger Lösung stattfinden

$H_2A_((aq)) rightleftharpoons H_((aq))^(+) + HA_((aq))^(-)$ , $pK_(a1) = 5.9$ ,

$HA_((aq))^(-) rightleftharpoons H_((aq))^(+) + A_((aq))^(2-)$ , $pK_(a2) = 9.4$

Dies bedeutet, dass Ihre Lösung drei Arten enthält: $H_2A$ , $HA^(-)$ , und $A^(2-)$ . Die Idee hinter der Speziation ist, dass die Gesamtkonzentration einer Lösung, die durch Mischen dieser drei Spezies hergestellt wird, ist konstante, unabhängig davon, welche tatsächlichen Anteile Sie haben.

Jede dieser drei Arten hat einen Anteil an der Gesamtkonzentration, der von ihren jeweiligen Konzentrationen abhängt. Beispielsweise,

$([H_2A])/([H_2A] + [HA^(-)] + [A^(2-)]) = "fraction"_(H_2A)$

Jetzt kann ich Ihnen die tatsächlichen Berechnungen nicht zeigen, da dies zu einer sehr, sehr langen Antwort führen würde. Wenn Sie die Definitionen des Säuredissoziationskonstanten, $K_(a1)$ und $K_(a2)$ Sie können den Anteil jeder Art anhand der Konzentration von schreiben $H^(+)$ , und $K_(a1)$ und $K_(a2)$ .

Diese Brüche werden so aussehen

$([H^(+)]^(2))/([H^(+)]^(2+) + K_(a1)*[H^(+)] + K_(a1) * K_(a2))$ $->$ ein Bruchteil von $H_2A$

$(K_(a1) * [H^(+)])/([H^(+)]^(2+) + K_(a1)*[H^(+)] + K_(a1) * K_(a2))$ $->$ ein Bruchteil von $HA^(-)$

$(K_(a1) * K_(a2))/([H^(+)]^(2+) + K_(a1)*[H^(+)] + K_(a1) * K_(a2))$ $->$ ein Bruchteil von $A^(2-)$

Dieses Formular hilft Ihnen beim tatsächlichen Speziationsdiagramm, da Sie diese Brüche für eine gegebene Zahl berechnen können pH ohne zu viel Ärger.

Beginnen mit pH 0bestimmen $[H^(+)]$ durch die Nutzung

$[H^(+)] = 10^(-pH)$

und die Werte von $K_(a1)$ und $K_(a2)$ ab

$K_(a1) = 10^(-pK_(a1))$ und $K_(a2) = 10^(-pK_(a2))$

Für das ganze pH Bereich Ihr Diagramm wird so aussehen

Das Speziationsdiagramm gehört zu $H_2CO_3$ . So würden Sie Ihre anpassen.

Die $color(green)("green")$ Kurve wird sein $[H_2A]$ ;
Die $color(red)("red")$ Kurve wird sein $[HA^(-)]$ ;
Die $color(blue)("blue")$ Kurve wird sein $[A^(2-)]$ ;

Nun, dein $color(green)("green")$ Kurve schneidet Ihre $color(red)("red")$ Kurve bei $pK_(a1) = 5.9$ , und dein $color(red)("red")$ Kurve schneidet Ihre $color(blue)("blue")$ Kurve bei $pK_(a2) = 9.4$ .

Für die Zwischenarten in Ihrem Fall $[HA^(-)]$ wird der pH-Wert der Lösung sein

$pH_("intermediate") = (pK_(a1) + pK_(a2))/2 = (5.9 + 9.4)/2 = 7.65 ~= 7.7$