Calcolo della costante basica noti il pH e la molarità
Nel calcolo della costante basica di una base debole conoscendo la sua concentrazione e il pH, è necessario seguire alcuni passaggi. Prima di tutto bisogna scrivere la reazione di ionizzazione della base e successivamente l’espressione della costante di equilibrio. Il pH viene utilizzato per determinare il pOH e di conseguenza la concentrazione di ioni idrossido [OH-]. Infine, i valori ottenuti vengono sostituiti nell’espressione della Kb per calcolarla.
Esercizio 1
Una soluzione 0.00500 M di codeina ha un pH di 9.95. Bisogna calcolare la Kb.
Soluzione:
a) La reazione di ionizzazione è:
C18H21NO3 + H2O ⇌ C18H21NO3H+ + OH-
b) L’espressione della costante di equilibrio è:
Kb = [C18H21NO3H+][OH-] / [C18H21NO3]
c) Il pOH della soluzione è pari a pOH = 14 – 9.95 = 4.05. La concentrazione di ioni OH-, pari a quella degli ioni C18H21NO3H+, vale quindi:
[OH-] = 10^-4.05 = 8.91 × 10^-5 M
Sostituendo tali valori nell’espressione della Kb si ha:
Kb = (8.91 × 10^-5)(8.91 × 10^-5) / (0.00500 – 8.91 × 10^-5) = 1.62 × 10^-6
Esercizio 2
Una soluzione 0.15 M di una base debole B ha un pH di 11.68. È richiesto il calcolo della Kb.
Soluzione:
a) La reazione di ionizzazione è:
B+ + H2O ⇌ BH+ + OH-
b) L’espressione della costante di equilibrio è:
Kb = [BH+][OH-] / [B]
Si può anche utilizzare un metodo alternativo per calcolare [OH-] attraverso il pH e poi ottenere la Kb.
Sostituendo i valori ottenuti nell’espressione della Kb si ha:
Kb = (0.00478)(0.00478) / (0.15 – 0.00478) = 1.57 × 10^-4
Esercizio 3
Una soluzione 0.15 M di ascorbato ha un pH di 8.65. È richiesto il calcolo della Kb dello ione ascorbato e la Ka dell’acido ascorbico.
Soluzione:
a) La reazione di ionizzazione è:
HC6H6O6- + H2O ⇌ H2C6H6O6 + OH-
b) L’espressione della costante di equilibrio è:
Kb = [H2C6H6O6][OH-] / [HC6H6O6-]
Il pOH della soluzione è pari a pOH = 14 – 8.65 = 5.35. Sostituendo i valori ottenuti nell’espressione della Kb si ha:
Kb = (4.47 × 10^-6)(4.47 × 10^-6) / (0.15 – 4.47 × 10^-6) = 1.33 × 10^-10
Poiché Ka × Kb = Kw, si ottiene:
Ka = 1.00 × 10^-14 / 1.33 × 10^-10 = 7.52 × 10^-5
