Solubility of CaHPO4 2H2O in the system Ca(OH)2-H3PO4-H2O at 5, 15, 25, and 37.5 C

Abstract

Solubility isotherms for CaHPO₄ · 2H₂O, dicalcium phosphate dihydrate, DCPD, in the ternary system Ca(OH)₂ - H₃PO₄ - H₂O were determined at 5, 15, 25, and 37.5 °C in the pH range 3.5 - 7; the relative positions of the isotherms indicate that DCPD has a negative thermal coefficient of solubility. The solubility product, <i>K</i> _<i>s</i> , of DCPD and the stability constants <i>K</i> _<i>x</i> and <i>K</i> _<i>y</i> for the ion pairs <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>CaHPO</mml:mtext></mml:mrow> <mml:mn>4</mml:mn> <mml:mn>0</mml:mn></mml:msubsup> <mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow> </mml:math> and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo> <mml:mrow> <mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>CaH</mml:mtext></mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn></mml:msub> <mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>PO</mml:mtext></mml:mrow> <mml:mn>4</mml:mn> <mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup> </mml:mrow> <mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , respectively, were obtained as functions of temperature by the use of a generalized least squares procedure subject to three condition functions - constancy of the solubility product, electrical neutrality in the solution, and congruent dissolution of the solid. The equations obtained are <DispFormula> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mtable> <mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>ln </mml:mtext> <mml:msub><mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi></mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mtext>8403</mml:mtext> <mml:mn>.5</mml:mn> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mtext>41</mml:mtext> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mtext>863</mml:mtext> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mtext>0</mml:mtext> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mtext>09678</mml:mtext> <mml:mi>T</mml:mi></mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>​ln </mml:mtext> <mml:msub><mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>x</mml:mi></mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mtext>51090</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>341.14</mml:mn> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mtext>0</mml:mtext> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mtext>5880</mml:mtext> <mml:mi>T</mml:mi></mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>​ln </mml:mtext> <mml:msub><mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>y</mml:mi></mml:msub> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mtext>19373</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>122.81</mml:mn> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mtext>0</mml:mtext> <mml:mo>.</mml:mo> <mml:mtext>1994</mml:mtext> <mml:mi>T</mml:mi></mml:mtd> </mml:mtr> </mml:mtable> </mml:math> </DispFormula> The existence of a maximum in <i>K</i> _<i>s</i> in the neighborhood of 25 °C is plausible on the basis of available thermodynamic data for DCPD. Thermodynamic functions are reported for the solution of DCPD and for the association of the ion pairs.