Calcolo del pH di acidi diprotici: esempi e soluzioni
Il pH di acidi diprotici rappresentati come H2X può essere ottenuto conoscendo la concentrazione dell’acido e le due costanti di dissociazione. Alcuni esempi di acidi diprotici sono l’acido solfidrico H2S, l’acido solforico H2SO4, l’acido ossalico H2C2O4 e l’acido cromico H2CrO4. La dissociazione di questi acidi avviene secondo due reazioni di equilibrio a cui sono correlate due costanti, denominate Ka1 e Ka2.
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Le reazioni di equilibrio sono le seguenti:
1)
H2X + H2O ⇄ HX– + H3O+
2)
HX– + H2O ⇄ X2- + H3O+
Solitamente, la prima costante di equilibrio è maggiore rispetto alla seconda e, di conseguenza, il pH di una soluzione è determinato principalmente dalla prima dissociazione, considerando trascurabile l’influenza della seconda reazione di equilibrio.
Per esempio, se consideriamo una soluzione di acido solfidrico 0.10 M con Ka1 = 1.1 ∙ 10-7 e Ka2 = 1.0 ∙ 10-14, è possibile calcolare il pH come segue.
Inizialmente, si calcola la concentrazione degli ioni H3O+ derivante dalla prima dissociazione e successivamente si considera l’eventuale influenza della seconda reazione di equilibrio.
Un secondo esercizio è relativo alla determinazione del pH di una soluzione di H2SO4 avente concentrazione 0.150 M, sapendo che l’acido è forte nella prima dissociazione e che la costante relativa alla seconda dissociazione è pari a 1.26 ∙ 10-2.
A causa della completa dissociazione dell’acido solforico, il calcolo del pH è semplificato, ma è necessario considerare la possibile influenza della seconda dissociazione sull’equilibrio della soluzione.
Questi esempi mostrano come calcolare il pH di soluzioni di acidi diprotici, tenendo conto delle costanti di dissociazione e delle concentrazioni degli ioni coinvolti nelle diverse reazioni di equilibrio.
