国際化学オリンピック · 2001年

問題

問題 2リン酸は肥料工業で非常に重要であり、その塩も金属処理・食品・洗剤・歯磨き粉に使われる。(2.1) $25\ ^\circ\mathrm{C}$ でのリン酸の3段階の解離の p $K_a$ は p $K_{a1}$ = 2.12, p $K_{a2}$ = 7.21, p $K_{a3}$ = 12.32。二水素リン酸イオンの共役塩基を書き、その p $K_b$ を求めよ。(2.2) 少量のリン酸は清涼飲料に酸味を与える。密度 1.00 g cm $^{-3}$ のコーラは重量で 0.05 % の $\ce{H3PO4}$ を含む。第二・第三解離を無視し、酸性はリン酸のみによるとして、コーラの pH を求めよ。(2.3) $1.00\times10^{-3}$ M のリン酸を土壌の水性懸濁液に加えると pH = 7.00 になった。土壌成分はリン酸種と相互作用しないとして、存在するすべてのリン酸種の分率濃度を求めよ。(2.4) 亜鉛は必須微量栄養素で水溶性の形でのみ吸収される。pH 7.0 の土壌水でリン酸亜鉛が亜鉛とリン酸の唯一の供給源である。 $[\ce{Zn^{2+}}]$ と $[\ce{PO4^{3-}}]$ を計算せよ。 $\ce{Zn3(PO4)2}$ の $K_{sp}$ は $9.1\times10^{-33}$ 。解答: 1