Hvordan beregne brøkdel av EDTA

Ethylenediaminetetraacetic syre ( EDTA ) er en svak syre selv om det kan også fungere som en svak base . Det kan plukke opp enten ett eller to protoner som en base eller donere opptil fire protoner som en syre. Følgelig har det ikke mindre enn seks forskjellige former du kunne finne i løsning , avhengig av pH . Den viktigste av disse - den ene som faktisk er nyttig - er det helt deprotonert skjema , EDTA -4 . Du kan bruke dissosiasjonskonstanter og pH-verdien til å beregne brøk av EDTA -4 i løsning. Instruksjoner
en

Skriv ned ligningen du vil bruke til å løse dette problemet : en

( 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 )

Denne ligningen kan se komplisert ut, men det ser enklere når du bryte det ned i mindre biter .
to

Start ved å beregne telleren . Telleren er bare produktet av de seks syre dissosiasjonskonstanter for EDTA. Disse syre dissosiasjonskonstanter er som følger : en

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
p Hvis du multipliserer alle seks av disse tallene sammen , får du 2,04 x 10 ^ - 23 .
3

Konverter pH til [ H + ] , hydrogenionkonsentrasjonen . Husk at [ H + ] er akkurat lik 10 ^ - pH . Hvis pH-verdien er 8, for eksempel, er den hydrogen -ion -konsentrasjon 10 ^ -8 = 1 x 10 ^ -8
4

Beregn de fire første form av nevneren, som er som følger . :

[ H + ] ^ 6 + K1 [ H + ] ^ 5 + K1 K2 [ H + ] ^ 4 + K1 K2 K3 [ H + ] ^ 3

i eksemplet [ H + ] = 1 x 10 ^ -8 , så når du erstatte dette tallet i for [ H + ] og heve den til hver makt , har du følgende :

1 x 10 ^ -48 + K1 ( 1 x 10 ^ -40 ) + K1 K2 ( 1 x 10 ^ -32 ) + K1 K2 K3 ( 1 x 10 ^ -24 )

nå multiplisere de tre siste vilkårene i denne uttrykk ved de aktuelle K verdier . Dette gir deg følgende :

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

Beregn de tre siste vilkårene i evner:

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

5 r = 7,41 x 10 ^ -7 arkiv

K6 = 4,27 x 10 ^ -11

start ved å erstatte i [ H + ] verdien du beregnet og din K verdier under dannelse av følgende : en

(1) ( 0,0316 ) (0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 1x10 ^ -8 ) ^ 2 + (1) ( 0,0316 ) (0,01 ) ( 2,04 x 10 ^ -3 ) ( 7,41 x 10 ^ -7 ) ( 1x10 ^ -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 arkiv

= arkiv

6,45 x 10 ^ -15
6

Legg resultatet fra trinn 5 og ditt resultat fra trinn 4 sammen . I eksempelet , vil dette gi deg følgende :

6,45 x 10 ^ -15 + 3,16 x 10 ^ -28 = 6,45 x 10 ^ -15

I dette tilfellet , den andre resultat er så mye større enn det første at å legge den første til det egentlig ikke skifte det i det hele tatt .
7

Del telleren ( resultatet fra trinn 2 ) av nevneren ( resultatet fra trinn 6 ) for å oppnå følgende :

2,04 x 10 ^ -23 /6,45 x 10 ^ -15 = 3,16 x 10 ^ -9
p Dette er den brøkdel av ubundet EDTA som er helt deprotonert . Som du kan se, ved pH 8 det er svært liten , og senke pH ville gjøre det enda mindre . Ved høyere pH-verdier , men vil det nærme seg en , fordi det siste leddet i nevneren i ligning ikke vil endre seg, mens de seks første leddene i nevneren vil bli lavere som pH øker .