[磷酸氢钠的制备及电离平衡与ｐＨ值关系的探究] 磷酸二氢钠
时间：2018-12-28 03:25:27 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
前言 Na HPO •12H O是酸式盐，其水溶液呈碱性。衡量碱性大小的标准是其水溶液的pH值。pH值的大小随其浓度的变化而变化。我们可以通过数学手段推导出pH值与浓度之间的关系，这种关系通过实验可以证明是否正确。因此，我们首先制备Na HPO •12H O，再按不同浓度测定其pH值。制备时应注意提高产率，其手段主要是通过控制pH值。
一、实验原理
当用NaOH中和掉H PO 的两个H （pH值约为9.2）浓缩后得到Na HPO •12H O无色菱形晶体，在空气中迅速风化，可溶于水并呈碱性，用方程式表示为：
2NaOH+H PO =Na HPO ＋2H O
把Na HPO 溶于水后，有这样的反应：Na HPO =2Na ＋HPO ，属完全电离，而HPO既能部分离解为PO，又能部分水解为H PO，因此HPO在水中有如下反应：
HPO=H +PO(电离)
Ka = （1）
HPO＋H O=H PO+ OH（水解）
Kh = （2）
水的电离平衡：Kw=［H ］［OH ］（３）
质量平衡：HPO的三级电离和二级水解程度甚小，把［HPO］和HPO起始浓度看为相等，且与Na HPO中HPO浓度相等，令之为C。
［Na ］=2C=2［HPO］+2 ［H PO］+2［ PO］（４）
电荷平衡：每个［HPO］所带电荷为2，［ PO］所带电荷为3，每升溶液中由［HPO］，［PO］提供所带电荷的物质的量分别等于其浓度的2倍、3倍。
［Na ］＋［H ］=［OH ］+2［HPO］+3［PO］+［H PO］（5）
由（5）-（4）式得：［H ］＋［H PO］=［PO］+［OH ］（6）
由（1）得：［ PO］=Ka［HPO］/ ［H ］ （７）
由（2）得：［H PO］=［HPO］Kh /［OH ］=［HPO］Kw/［OH ］Ka =［HPO］［H ］/ Ka （８）
将（3）、（7）、（8）带入（6）式：
［H ］＋［HPO］［H ］/ Ka =Ka ［HPO］/［H ］＋Kw/［H ］
［H ］ ＋［HPO］［H ］ / Ka =Ka ［HPO］＋Kw
［H ］ (1+［HPO］［H ］ / Ka)=Ka ［HPO］＋Kw
［H ］ �Ka +［HPO］�=Ka(Ka ［HPO］＋Kw)
［H ］=
［HPO］=C
［H ］=
此式即为［H ］和溶液浓度的关系式，可以换算为pH值与浓度的关系式。
二、仪器试剂
托盘天平 一台 蒸发皿（100ml）一只
分析天平 一台石棉网两块
烧杯（100ml）一只 表面皿 两块
（200ml）一只 电炉
（500ml）一只 PHS-2酸度计
分析纯H PO6mol/L NaOH2mol/L NaOH
分析纯乙醇精密pH试纸广泛pH试纸
三、实验方法
取5ml化学纯H PO 于200ml的烧杯中，加入70ml蒸馏水，搅匀后加入6mol/L NaOH（约需20ml），调节pH值为9.2（中和到pH值为9时可充分搅拌缓慢滴加2mol/L NaOH调到9.2）。将溶液转到蒸发皿中缓慢加热浓缩至出现晶膜，冷却至室温，不断搅拌，待晶体析出后迅速搅拌，防止结块。在室温下风干24小时以上称量，计算产率。
称取制得晶体0.3580g，配制成0.01mol/L溶液，在PHS-2酸度计上测其pH值。
四、实验结果
五、结果讨论
从实验结果可以看出，实验结果与原理中所推导结果基本符合。
实验中从调pH值和蒸发温度两方面考虑，pH值出现小偏差，在9.0左右是正常的。
对于产率高低主要注意到减小损失和调pH值尽量准确，但产率没达到要求，在实验条件允许的情况下可进一步探讨。
参考文献：
［１］华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学.分析化学.高等教育出版社，1986.
［２］华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学.分析化学实验.高等教育出版社，1987.
［３］北京师范大学，华中师范大学，南京师范大学.无机化学.高等教育出版社，1992.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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