ｐＨ＝７．４の緩衝溶液の作り方。
ｐＨ＝７．４の緩衝溶液の作り方について考えてみたので、考え方としてあっているか見てください。
Henderson-Hasselbalchの式が適用できる緩衝溶液において、
緩衝能を示すpHの値の範囲は、pka-1<pH<pka+1であるので、
ここで対応するリン酸のpkaはH2PO4-のpkaであるから、
H2PO4-の解離の基準を考えると、
KH2PO4→K+ + H2PO4-
H2PO4-←→H+ + HPO4(2-)
Na2HPO4→2Na+ + HPO4(2-)
HPO4(2-) + H2O←→H2PO4- + OH-
（ここで、HPO4(2-)←→H+ +PO4(3-)も起こっている可能性があるが
k3=[H+][PO4(3-)]/[HPO4(2-)]
pH=pk3+log([PO4(3-)]/[HPO4(2-)]
10^(pH-pk3)=[PO4(3-)]/[HPO4(3-)]
ここで、pH=7,4、pk3=12,32を代入すると、
10^(-4,92)=[PO4(3-)]/[HPO4(3-)]
したがって、[PO4(3-)]:[HPO4(2-)]=10^(-4,92):1であり、
[HPO4(2-)]>>[PO4(3-)]であるので、HPO4(2-)←→H+ + PO4(3-)の反応は無視する。）
質量収支により、Ｃ(KH2PO4)=[K+]
Ｃ(KH2PO4)=[H2PO4-]+[H+]-[OH-]
Ｃ(Na2HPO4)=[Na+]
電荷収支により、[K+]+[Na+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO4(2-)]+[OH-]
質量作用の法則より、
k2=[H+][HPO4(2-)]/[H2PO4-]
pH=pk2+log([HPO4(2-)]/[H2PO4-])
[H2PO4-]=Ｃ(KH2PO4)-[H+]+[OH-]
Ｃ(KH2PO4)+Ｃ(Na2HPO4)+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO4(2-)]+[OH-]
Ｃ(KH2PO4)+Ｃ(Na2HPO4)+[H+]=Ｃ(KH2PO4)-[H+]+[OH-]+2[HPO4(2-)]+[OH-]
Ｃ(Na2HPO4)+2[H+]-2[OH-]=2[HPO4(2-)]
1/2Ｃ(Na2HPO4)+[H+]-[OH-]=[HPO4(2-)]
したがって、pH=pk2+log(1/2Ｃ(Na2HPO4)+[H+]-[OH-])/(Ｃ(KH2PO4)-[H+]+[OH-])
pH≒pk2+log(1/2Ｃ(Na2HPO4))/(Ｃ(KH2PO4))
pH≒pk2+log(Ｃ(Na2HPO4))/(2Ｃ(KH2PO4))
お礼
ありがとうございました！