kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA ) jestsłaby kwas, chociaż może również działać jako słabe zasady. To może podnieść albo jeden lub dwa protony jako baza lub oddania do czterech protonów jak kwas . W związku z tym , że zawiera nie mniej niż sześciu różnych form można znaleźć w roztworze , w zależności od pH. Najważniejszym z nich -który jest w rzeczywistości przydatna -formę całkowicie deprotonować , EDTA -4 . Możesz użyć stałe dysocjacji i pH obliczyć ułamek EDTA -4 w roztworze . Instrukcja
1
Napisz równanie będziesz używać , aby rozwiązać ten problem:
( K1 K2 K3 K4 K5 K6 ) ) /( [ H + ] ^ 6 + K1 [ H + ] ^ 5 + K1 K2 [ H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [ H + ] ^ 3 + K1 K2 K3 K4 [ H + ] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [ H + ] + K1 K2 K3 K4 K5 K6 )
to równanie może wyglądać skomplikowanie , ale to będzie wyglądać prościej po rozbicie go na mniejsze kawałki .
2
Zacznij od obliczenia licznika . Licznik jest tylkoprodukt o sześciu kwasów o stałych dysocjacji EDTA . Te kwasowe Stałe dysocjacji są następujące :
K1 = 1
0,0316
K2 = K3 = 0,01
K4 = 2,04 x 10 ^ -3
K5 = 7,41 x 10 ^ -7
K6 = 4,27 x 10 ^ -11
Jeśli pomnożyć te wszystkie sześć liczb razem , dostaniesz 2,04 x 10 ^ – 23 .
3
Konwersja pH do [ H +] , stężenia jonów wodorowych . Pamiętaj, że [ H + ] jest po prostu równa 10 ^ – pH. JeślipH 8 , na przykład,stężenia jonów wodorowych 10 ^ -8 = 1 x 10 ^ -8
4
Oblicz cztery pierwsze warunki w mianowniku , które są następujące. :
[H + ] ^ 6 + K1 [H +] + 5 ^ K1 K2 [H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [H + ] ^ 3
przykładzie [H + ] = 1 x 10 ^ -8 , więc po zastąpić ten numer w na [ H + ] i podniesienie go do każdej władzy , istnieją następujące :
1 x 10 ^ -48 + K1 ( 1 x 10 ^ -40 ) + K1 K2 ( 1 x 10 ^ -32 ) + K1 K2 K3 ( 1 x 10 ^ -24)
pomnożyć trzy ostatnie terminy w tym wyrażeniu przez odpowiednie wartości K . To dajenastępujące :
1 x 10 ^ -48 + ( 1 ) ( 1 x 10 ^ -40 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 1 x 10 ^ -32 ) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01) ( 1 x 10 ^ -24) =
1 x 10 ^ -48 + ( 1 x 10 ^ -40 ) + ( 3,16 x 10 ^ -34) + ( 3,16 x 10 ^ -28 ) = 3,16 x 10 ^ -28
5
Oblicz trzy ostatnie warunki mianownika :
K1 K2 K3 K4 [ H + ] ^ 2 + K1 K2 K3 K4 K5 [ H + ] + K1 K2 K3 K4 K5 K6
K1 = 1
K2 = 0,0316
K3 = 0,01
K4 = 2,04 x 10 ^ – 3
K5 = 7,41 x 10 ^ -7
K6 = 4,27 x 10 ^ -11
Początek zastępując w [ H +] wartość można obliczyć i swoje wartości K dać następujący Trójmiasto
( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) (2,04 x 10 ^ -3 ) ( 1×10 ^ -8 ) ^ 2 + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01 ) (2,04 x 10 ^ -3) ( 7,41 x 10 ^ -7) ( 1×10 ^ -8) + ( 1 ) ( 0,0316 ) ( 0,01) (2,04 x 10 ^ -3) ( 7,41 x 10 ^ -7) ( 4,27 x 10 ^ – 11 )
=
6,45 x 10 ^ -15 + 4,78 x 10 ^ -21 + 2,04 x 10 ^ -23
= 6.45 x
10 ^ -15
6
Dodaj swój wynik z kroku 5 , a Twój wynik z kroku 4 razem . Na przykład , to dajenastępujące :
6,45 x 10 ^ -15 + 3,16 x 10 ^ -28 = 6,45 x 10 ^ -15
W tym przypadkudrugi wynik jest więc znacznie większy niżpierwszy dodającpierwszy tak naprawdę nie zmienia w ogóle .
7
Podzielić licznik ( swój wynik z kroku 2 ) przez mianownik ( swój wynik z Etapu 6), aby uzyskaćnastępujące :
2,04 x 10 ^ -23 /6,45 x 10 ^ -15 = 3,16 x 10 ^ -9
frakcji niezwiązanej EDTA , który jest całkowicie odprotonowuje . Jak widać , przy pH 8 jest bardzo małe, a obniżenie pH stałaby się mniejsza nadal . Przy wyższych wartościach pH , jednak będzie to podejście 1, ponieważostatni okres mianownik w równaniu nie zmieni , a pierwsze sześć warunki mianownik będzie mniejsza w miarę wzrostu pH.