Costante acida dalla pressione osmotica: esercizi svolti

Determinazione della costante acida dalla pressione osmotica

Calcolo della costante acida da pressione osmotica

Per ricavare la costante acida di un acido debole, si può sfruttare il calcolo della pressione osmotica. Quest’ultima si definisce con la formula p = CRTi, dove p è la pressione in atmosfere, C rappresenta la concentrazione della soluzione in mol/L, R indica la costante dei gas, T è la temperatura in gradi Kelvin, e i è l’indice di vant’Hoff.

Per un acido debole, l’indice di vant’Hoff assume valori maggiori di 1 e inferiori a 2, differenziandosi da quello degli elettroliti forti che corrisponde al numero di ioni risultanti dalla dissociazione.

Calcolo della costante di equilibrio

Prendiamo ad esempio un acido debole HA con una concentrazione di 0.0100 M e una temperatura di 25.0 °C che genera una pressione di 200.0 torr. Convertendo le unità di misura, otteniamo p = 0.263 atm e T = 298 K. Sostituendo questi valori nella formula della pressione osmotica: 0.263 = 0.0100 ∙ 0.08206 ∙ 298 ∙ i, si risolve per i, ottenendo i = 1.075.

Considerando che ν per HA è 2, con i = 1.075 si calcola α che corrisponde a 0.075. Questo grado di dissociazione rappresenta il rapporto tra le moli dissociate e quelle iniziali, quindi, assumendo 1 L di soluzione, si ottiene che moli dissociate = 0.00075.

Dalla dissociazione di HA a 0.0100 M, alla concentrazione di H⁺ e A^– risulta pari a 0.00075 M, mentre HA rimane a 0.00925 M. Sostituendo tali valori nella formula di K_a, si ottiene un risultato di 6.08 ∙ 10^-5.