Odpowiedź: W wyniku dysocjacji diwodorofosforanu(V) sodu powstaje anion diwodorofosforanowy(V) - H₂PO₄^-, który w roztworze wodnym ulega dwóm konkurencyjnym procesom. Jeden z nich to hydroliza kwasowa, w wyniku której powstają aniony wodorofosforanowe(V) i kationy wodoru (kationy oksoniowe H₃O⁺). Drugi to hydroliza zasadowa w wyniku, której powstają niezdysocjowane cząsteczki kwasu ortofosforowego(V) i aniony OH^-. Roztwór diwodoroortofosforanu(V) sodu ma odczyn kwasowy, ponieważ proces hydrolizy kwasowej jonu H₂PO₄^- przeważa nad procesem jego hydrolizy zasadowej (wartość stałej dysocjacji kwasowej anionu H₂PO₄^- ma większą wartość od jego stałej dysocjacji zasadowej).

Równanie reakcji uzasadniające kwasowy odczyn roztworu:

$\mathrm{H}{}_2\mathrm{PO}{}_4{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{HPO}{}_4{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}$

 

---

Wyjaśnienie:

Dwa konkurencyjne procesy, o których jest mowa powyżej to:

• hydroliza kwasowa anionu diwodorofosforanowego(V), której równanie jest tożsame z drugim etapem dysocjacji stopniowej kwasu ortofosforowego(V):

$\mathrm{H}{}_2\mathrm{PO}{}_4{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{HPO}{}_4{}^{2-}+\mathrm{H}{}_3\mathrm{O}{}^{+}\left({\mathrm{K}{}_a}_2=6,17\cdot 10^{-8}\right)$

• jego hydroliza zasadowa:

$\mathrm{H}{}_2\mathrm{PO}{}_4{}^{-}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\rightleftarrows \mathrm{H}{}_3\mathrm{PO}{}_4+\mathrm{OH}{}^{-}\left({\mathrm{K}}_{b1}\right)$                       

Na podstawie odczytanej z tablic wartości stałej dysocjacji pierwszego etapu dysocjacji H₃PO₄:

${\mathrm{K}}_{a1}=6,92\cdot 10^{-3}$

Korzystając z zależności:

${\mathrm{K}}_{ax}\cdot {\mathrm{K}}_{bx}=10^{-14}$

Wyznaczamy stałą dysocjacji zasadowej K_b1:

${\mathrm{K}}_{b1}=\frac{10^{-14}}{{\mathrm{K}}_{a1}}$

${\mathrm{K}}_{b1}\approx 1,45\cdot 10^{-12}$

Z racji tego, że:

${\mathrm{K}{}_a}_2>{\mathrm{K}}_{b1}$

proces dysocjacji kwasowej przeważa nad procesem dysocjacji zasadowej, przez co sumarycznie wprowadzenie do roztworu anionów diwodorofosforanowych(V) będzie powodowało zwiększenie stężenia kationów wodorowych (kationów oksoniowych H₃O⁺) i obniżenie wartości pH roztworu.