Буфферный раствор

What mass (g) of dipotassium phthalate must be added to 750 mL of 0.0500 M phthalic acid to give a buffer of pH 5.75?

Пытался вывести через уравнение (типа Хессельбаха) связывающее обе формы кислоты. Пришел к другому решению. Начал считать начальное изменение кислотности и конечное. Ответ вышел отличный от решения. Помогите пожалуйста.

Обозначим фталевую кислоту как H_{2}L , тогда соль имеет вид K_{2}L.
Какое равновесие установится в растворе после добавления соли ?

H_{2}L + L^{2-} = 2HL^{-}

Константа равновесия этой реакции равна K = K_{1}/K_{2} = 316.23. Отсюда в принципе видно что равновесие в достаточной степени смещено в сторону образования HL^{-}, и можно считать, что реакция протекает количественно. Но, это надо потом проверить в самом конце.
Поскольку K_{a,2} = \frac{[L^{2-}][H^{+}]}{[HL^{-}]} = 10^{-5.4} , и [H^{+}] = 10^{-5.75} M , довольно легко определить, что [L^{2-}] = 2.239[HL^{-}].
До добавления соли, естественно установятся следующие равновесия :

H_{2}L = HL^{-} + H^{+}
HL^{-} = L^{2-} + H^{+}

Но по мере протекания самой реакции, которая обусловлена добавлением соли, концентрация H_{2}L будет постепенно уменьшаться, и это будет компенсироваться смещением установленных равновесий в сторону реагентов. Таким образом, весь H_{2}L перейдет в HL^{-}. Другими словами, [HL^{-}] = 0.05*2 = 0.1 M. Значит [L^{2-}] =2.239 *0.1 = 0.2239 M. Поскольку для протекания реакции требуется такая же концентрация L^{2-} , как у H_{2}L , начальная концентрация L^{2-} будет равна 0.2239 + 0.05 = 0.2739 M. Если пересчитать в молях, мы получим n(L^{2-}) = n(K_{2}L) = 0.2739 * 0.75 = 0.2054 моль. Именно столько молей соли необходимо добавить для получения такого буферного раствора.

m(K_{2}L) = 0.2054 * 242 = 49.7g

Определить уместность пренебрежения можно подставлением значений в константу равновесия :

K = \frac{(2x)^{2}}{(0.05-x)(0.2739-x)} = 316.23

Решая это уравнение, мы получим x = 0.04986 M , что в принципе подтверждает наше пренебрежение. Если попробовать найти pH по уравнению Гендерсона-Хассельбаха, мы получим значение 5.751 (т.е отклонение незначительное)

2 симпатии

Почему умножается на 2?

Потому что по стехиометрии реакции

H_{2}L + L^{2-} = 2HL^{-}

Из 1 моль H_{2}L образуется 2 моль HL^{-}

рахмет