MgHPO4 oplossen: berekening

roervlo

Hallo

Ik zou graag berekenen hoeveel Mg²⁺ en fosfaat (onder welke geprotoneerde vorm dan ook) oplost in functie van de pH. In de literatuur vind ik hierover namelijk geen waarden of berekeningen. De volgende neerslagreacties gelden volgens mij (van basisch naar zuur):

Mg²⁺+ 2 OH^- <-> Mg(OH)₂Ks,₁= [Mg²⁺] * [OH^-]² / [Mg(OH)₂]

3 Mg²⁺+ 2 PO₄^3-<-> Mg₃(PO₄)2Ks,2= [Mg²⁺]³ * [PO₄^3-]² / [Mg₃(PO₄)2]

Mg²⁺+ HPO₄^2-<-> MgHPO4

Ks,3= [Mg²⁺] * [HPO₄²^-] / [MgHPO₄]

Mg²⁺+ 2 H₂PO₄^-<-> Mg(H₂PO₄)₂Ks,4= [Mg²⁺] * [H₂PO₄^-]² / [Mg(H₂PO₄)₂]

De invloed van de pH op fosfaat:

H₃PO₄<-> H⁺ + H₂PO₄^-Ka,1 = H⁺ * H₂PO₄^- / H₃PO₄

H₂PO₄^-<-> H⁺ + HPO₄^- Ka,2 =H⁺ * HPO₄^- / H₂PO₄^-

HPO₄^-<-> H⁺ + PO₄^3- Ka,3 =H⁺ + PO₄^3-/ HPO₄^-

[Mg²⁺] _totaal= [Mg²⁺]₁ +[Mg²⁺]₂+[Mg²⁺]₃ + [Mg²⁺]₄

[H_nPO₄^3-n] _totaal= [PO₄^3-] +[HPO₄^2-]+[H₂PO₄^-]

Verder zou ik de magnesiumconcentraties vervangen door de vergelijkingen van Ks1, Ks2 enz om te vormen tot [Mg²⁺] =..., maar dan zit ik met het probleem dat ik de concentraties van de vaste stoffen niet ken, alsook de fosfaatconcentraties. Die fosfaatconcentraties zijn afhankelijk van de pH, en kunnen zo berekend worden, maar ik weet niet hoe dat gebeurt. Kan iemand me helpen, het is redelijk tot zeer dringend.

Alvast bedankt

rwwh

Bij het begin beginnen: Je hebt 4 vergelijkingen met 4 onbekenden: je weet de 3 Ka's en de totale hoeveelheid fosfaationen, en hebt vier onbekende concentraties van het kale fosfaat tot het volledig geprotoneerde zuur. Oplossen daarvan is gewoon wiskunde toch?

Marko

roervlo schreef: ↑zo 26 mei 2013, 17:18
Hallo

Ik zou graag berekenen hoeveel Mg²⁺ en fosfaat (onder welke geprotoneerde vorm dan ook) oplost in functie van de pH. In de literatuur vind ik hierover namelijk geen waarden of berekeningen. De volgende neerslagreacties gelden volgens mij (van basisch naar zuur):

Mg²⁺+ 2 OH^- <-> Mg(OH)₂Ks,₁= [Mg²⁺] * [OH^-]² / [Mg(OH)₂]

3 Mg²⁺+ 2 PO₄^3-<-> Mg₃(PO₄)2Ks,2= [Mg²⁺]³ * [PO₄^3-]² / [Mg₃(PO₄)2]

Mg²⁺+ HPO₄^2-<-> MgHPO4

Ks,3= [Mg²⁺] * [HPO₄²^-] / [MgHPO₄]

Mg²⁺+ 2 H₂PO₄^-<-> Mg(H₂PO₄)₂Ks,4= [Mg²⁺] * [H₂PO₄^-]² / [Mg(H₂PO₄)₂]

De invloed van de pH op fosfaat:

H₃PO₄<-> H⁺ + H₂PO₄^-Ka,1 = H⁺ * H₂PO₄^- / H₃PO₄

H₂PO₄^-<-> H⁺ + HPO₄^- Ka,2 =H⁺ * HPO₄^- / H₂PO₄^-

HPO₄^-<-> H⁺ + PO₄^3- Ka,3 =H⁺ + PO₄^3-/ HPO₄^-

De mogelijke evenwichten en de bijbehorende evenwichtsvoorwaarden heb je goed in kaart gebracht. Dat is al een belangrijke stap. Je mist er wel nog 1 en dat is het waterevenwicht

Maar dan komt de volgende stap: balansen, en daar gaat het nogal fout.

[Mg²⁺] _totaal= [Mg²⁺]₁ +[Mg²⁺]₂+[Mg²⁺]₃ + [Mg²⁺]₄

Dit klopt niet, dit is geen balans.. [Mg[su]2+[/sup]] is gewoon [Mg[su]2+[/sup]], en komt als dezelfde term terug in alle evenwichtsvoorwaarden. Da's op zich handig, want dan kun je met gerichte substituties je systeem uitwerken en oplossen.

[H_nPO₄^3-n] _totaal= [PO₄^3-] +[HPO₄^2-]+[H₂PO₄^-]

Dit klopt wel, maar is een beetje een nietszeggende vergelijking. Het is meer een definitie die je geeft, een term die staat voor het totaal van een paar concentraties. Maar met die definitie doe je vervolgens niets, en ik zou ook niet goed weten wat je ermee zou kunnen.

maar dan zit ik met het probleem dat ik de concentraties van de vaste stoffen niet ken

Die kun je ook niet kennen, en hoef je ook niet te kennen. Vaste stoffen hebben geen concentratie. Je evenwichtsvoorwaarden beschrijven de toestand van de oplossing; de balansen die je opstelt hebben dan ook betrekking op wat aanwezig is in de oplossing.

Wat wel kan is een vergelijking opstellen die het totaal van een of meer concentraties relateert aan de maximale oplosbaarheid (dus de hoeveelheid zout die in oplossing is gegaan). En eigenlijk is die vergelijking voor dit geval heel simpel, wellicht zo simpel dat je er niet aan zou denken:

C_max = [Mg²⁺]

(waarbij ik er maar vanuit ga dat je een of ander magnesiumzout wil oplossen)

Immers, Mg is in de oplossing alleen als Mg²⁺ aanwezig, niet gebonden aan andere deeltjes, in een complex of wat dan ook. De totale concentratie Mg²⁺ is dus gelijk aan de maximale oplosbaarheid van het magnesiumzout.

Wat verder kan is massabalansen opstellen voor alle elementen die je in je oplossing hebt. Misschien heb je ze niet allemaal nodig, maar het kan wel. Zaak is dan om de slimste uit te kiezen.

Tenslotte kun je een ladingsbalans opstellen, want het totaal aan positieve lading moet natuurlijk gelijk zijn aan het totaal aan negatieve lading.

Op die manier is het altijd mogelijk om voldoende vergelijkingen te vinden. Let er wel op dat je het jezelf een stuk makkelijker kunt maken door bepaalde aannames te doen en verwaarlozingen toe te passen.

Kan iemand me helpen, het is redelijk tot zeer dringend.

Toch niet voor de andere gebruikers van het forum, dus die zullen gewoon in hun eigen tijd en tempo reageren.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

MgHPO4 oplossen: berekening

MgHPO4 oplossen: berekening

Re: MgHPO4 oplossen: berekening

Re: MgHPO4 oplossen: berekening