《高速版》pHの計算    実行数: 11006

《高速版》pHの計算
多価酸、多価塩基、混合物の酸塩基滴定をシミュレーションします。
高速化のため、横軸がpH、縦軸が体積となっています。

溶液Aを溶液Bで酸塩基滴定します。
高速化のため、横軸がpH、縦軸が体積となっています。
また、Bの体積が範囲外になるときは、範囲の端の値を返します。

酸価数は-COOHなど遊離酸の価数、塩基価数は-NH2など遊離塩基の価数を表しています。
-ONaなど酸の塩は、塩基価数に含めて下さい。
-NH3Clなど塩基の塩は、酸価数に含めて下さい。

解離定数は共役酸のpKaの形で示して下さい。
pKa=14-pKbです。
pKaは酸価数+塩基価数と同じ数だけ、左から順に採用し、残りは無視します。
pH
    1. 増分値
    2. 繰返回数
溶液A:体積
    1. mL
┣物質1 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┣物質2 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┣物質3 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┣物質4 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┗物質5 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
溶液B:体積0~
    1. mL
┣物質1 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┣物質2 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┣物質3 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┣物質4 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5
┗物質5 : 濃度
    1. mol/L
    2. 酸価数
    3. 塩基価数
    4. pKa1
    5. pKa2
    6. pKa3
    7. pKa4
    8. pKa5

pKaの参考値
1価酸
酢酸4.76
1価塩基
アンモニア9.25
2価酸
シュウ酸1.27, 4.27
炭酸6.35, 10.25
3価酸
リン酸2.12, 7.21, 12.67
クエン酸3.09, 4.75, 6.41
2価酸1価塩基
グルタミン酸2.10, 4.07, 9.47
1価酸2価塩基
ヒスチジン1.70, 6.04, 9.09
4価酸
エチレンジアミン四酢酸0.0, 1.5, 2.00, 2.69

強酸(H3O+)-1.7
強塩基(OH-)15.7

物質の番号をi=1,2,... , 電離の番号をj=1,2,...,nとする。
「対イオンを含めて電気的中性」の化合物をAiHaiとする。
酸の価数をai, 塩基の価数をbiとする。
Kij=[AiH(ai+bi-j)^(bi-j)+][H+]/[AiH(ai+bi-j+1)^(bi-j+1)+]
Ki1=[AiH(ai+bi-1)^(bi-1)+][H+]/[AiH(ai+bi)^bi+]
[AiH(ai+bi-1)^(bi-1)+]=Ki1[AiH(ai+bi)^bi+]/[H+]
以下再帰的に
[AiH(ai+bi-j)^(bi-j)+]=Ki1Ki2...Kij[AiH(ai+bi)^bi+]/[H+]^j
電離前の濃度をci0とすると、物質収支より
ci0=[AiH(ai+bi)^bi+]Σ[j=0,ai+bi]Ki1...Kij/[H+]^j
[AiH(ai+bi)^bi+]=ci0/Σ[j=0,ai+bi]Ki1...Kij/[H+]^j
AiHaiのイオンの電荷の総和は
ci0×Σ[j=0,ai+bi](bi-j)(Ki1...Kij/[H+]^j)/Σ[j=0,ai+bi](Ki1...Kij/[H+]^j)
電荷収支の式は
0 = [H+]-Kw/[H+]+Σ[i=1,n]
ci0×Σ[j=0,ai+bi](bi-j)(Ki1...Kij/[H+]^j)/Σ[j=0,ai+bi](Ki1...Kij/[H+]^j)
となる。
それぞれの溶液の体積をV1, V2とする。
混合前の濃度をciとする。
溶液1に含まれるときはci0=ciV1/(V1+V2)
溶液2に含まれるときはci0=ciV2/(V1+V2)
x=V2/V1として
溶液1に含まれるときはci0=ci/(1+x)
溶液2に含まれるときはci0=cix/(1+x)

0 = (1+x)([H+]-Kw/[H+])
+Σ[i=1,n1]
ci×Σ[j=0,ai+bi](bi-j)(Ki1...Kij/[H+]^j)/Σ[j=0,ai+bi](Ki1...Kij/[H+]^j)
+xΣ[i=n1+1,n]
ci×Σ[j=0,ai+bi](bi-j)(Ki1...Kij/[H+]^j)/Σ[j=0,ai+bi](Ki1...Kij/[H+]^j)
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    [1]  2020/09/11 14:12   20歳未満 / 小・中学生 / 非常に役に立った /
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