Acidità degli Ioni Metallici Idrati
Ioni metallici idrati possono abbassare il valore del pH di una soluzione, agendo come acidi deboli. Ad esempio, considerando la solubilizzazione del nitrato di alluminio, si può notare che l’Al(NO3)3 in soluzione si disassocia in Al3+ e 3 NO3–.
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Ioni Solvatati
L’ione alluminio reagisce con l’acqua formando l’esaaquoalluminio (III), rappresentato dalla reazione:
Al(NO3)3(s) + 6 H2O(l) → [Al(H2O)6]3+(aq) + 3 NO3–(aq)
La presenza dell’esaaquoione è importante per valutare le sue caratteristiche acido-base. In presenza di acqua, l’esaaquoalluminio (III) agisce come acido secondo la teoria di Brønsted-Lowry, cedendo un protone all’acqua.
La costante di equilibrio Ka per questo equilibrio è pari a 1.4·10-5. Come per gli acidi poliprotici, possono esserci altri due equilibri di dissociazione.
Una soluzione di nitrato di alluminio 0.10 M avrà quindi un pH di circa 2.9, simile a quello di una soluzione di acido acetico alla stessa concentrazione.
Acidità della Soluzione
L’effetto di uno ione metallico sull’acidità di una soluzione dipende dalla sua carica e dal suo raggio ionico. Ioni metallici con raggio ionico non elevato e carica elevata, come Al3+ e Fe3+, conferiscono acidità ad una soluzione.
Il rapporto carica-raggio dello ione è il parametro più importante per prevedere l’effetto di uno ione metallico sull’acidità di una soluzione. Quindi, ioni metallici lungo la stessa diagonale nella tavola periodica, come Li+ e Mg2+, o Ca2+ e Y3+, hanno una simile influenza sull’acidità di una soluzione, nonostante la differenza di carica e raggio ionico.
Alla luce di questi fattori, è possibile prevedere l’influenza degli ioni metallici sull’acidità di una soluzione.
