pH di acidi diprotici. Esercizi svolti

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 K_a1 e K_a2.

Le reazioni di equilibrio sono le seguenti:
1)

H₂X + H₂O ⇄ HX^– + H₃O⁺

HX^– + H₂O ⇄ X^2- + 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 K_a1 = 1.1 ∙ 10^-7 e K_a2 = 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.