Certe soluzioni saline possono comportarsi in modo acido a causa dei meccanismi di idrolisi che coinvolgono i loro ioni. Questo tipo di comportamento si osserva quando si scioglie in acqua un sale costituito da un acido forte e una base debole. Ad esempio, il caso del cloruro di ammonio (NH4Cl), che si dissocia in NH4+ e Cl–, ne è un classico esempio. Il catione ammonio (NH4+) agisce come un acido coniugato di una base debole, l’ammoniaca, e tende a reagire con l’acqua.
La reazione di equilibrio per lo ione ammonio è la seguente:
NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+
Il pH risultante da tale soluzione è stato discusso in dettaglio in un articolo specifico che tratta l’argomento dell’idrolisi salina.
Sali con ioni metallici ad alta carica
Una situazione particolare si verifica con sali come il cloruro di alluminio (AlCl3), dove l’ione Al3+ provoca una soluzione acida malgrado non sia un acido secondo la definizione di Brønsted-Lowry. Tale comportamento acido è attribuibile alla formazione dello ione esaidrossoalluminio [Al(H2O)6]3+ in soluzione.
Questo complesso idratato reagisce focalizzando sull’equilibrio:
[Al(H2O)6]3+ + H2O ⇌ [Al(H2O)5(OH)]2++ H3O+ (1)
con una costante di equilibrio (K) di 1.4∙ 10-5.
Esempio Pratico
Vediamo come si calcola il pH di una soluzione 0.10 M di cloruro di alluminio. Applicando l’equilibrio (1), sviluppiamo una tabella I.C.E. che ci consente di correlare concentrationi iniziali (I), cambiamenti (C) e concentrationi all’equilibrio (E).
Utilizzando l’espressione della costante di equilibrio, giungiamo all’equazione:
K = [Al(H2O)5(OH)]2+[H3O+]/[Al(H2O)6]3+
e risolvendo per x, che rappresenta sia [Al(H2O)5(OH)]2+ che [H3O+], otteniamo la concentratione di H3O+ di 0.0012 M. Da questa possiamo calcolare che il pH della soluzione è approssimativamente 2.9.
Analizzando questi meccanismi e vari esempi, possiamo approfondire la nostra comprensione di come determinati sali influenzino l’acidità o l’alcalinità di una soluzione. Per ulteriori chiarimenti in merito alla chimica degli ioni, si consiglia di esplorare risorse educative specifiche sul comportamento acido e basico come quelle offerte dal sito informativo Chimica Today.