pH di una miscela di acidi. Esercizi svolti

Calcolo del pH di una miscela di acidi: esercizi risolti

Quando si tratta di calcolare il pH di una miscela di acidi, è importante considerare le costanti di equilibrio dei due acidi, in particolare se sono entrambi acidi deboli. Nel caso in cui uno sia forte e l’altro debole, il calcolo del pH diventa più semplice, soprattutto se l’acido debole ha una costante di equilibrio bassa.

Miscela di un acido forte e un acido debole

Per esempio, consideriamo una soluzione contenente HNO₃ 1.00 M e HNO₂ 1.00 M, dove K_a = 4.0 ∙ 10^-4. Questo è un caso di acido forte e acido debole. Nel caso dell’acido nitrico, l’equilibrio predominante è dovuto alla dissociazione di HNO₃ in H⁺ e NO₃^–. Dato che si tratta di un acido forte, si assume che la sua dissociazione sia completa in soluzione e, di conseguenza, la concentrazione di HNO₃ è 0, mentre le concentrazioni di ione H⁺ e ione NO₃^– sono entrambe 1.00 M.

Passando all’acido nitroso, la sua dissociazione è descritta dall’equazione HNO₂ ⇄ H⁺ + NO₂^–. Utilizzando l’espressione della costante di equilibrio, K_a = 4.0 ∙ 10^-4, e considerando l’effetto dello ione in comune dovuto alla dissociazione dell’acido nitrico, si giunge a determinare le concentrazioni di NO₂^–, HNO₃, e H⁺. Da queste concentrazioni è possibile calcolare il pH della soluzione, che risulterebbe essere 0.

Miscela di due acidi deboli

Nel caso di una soluzione contenente HNO₂ 5.00 M e HCN 1.00 M, con K_a = 4.0 ∙ 10^-4 per HNO₂ e K_a = 6.2 ∙ 10^-10 per HCN, entrambi deboli, la situazione è diversa. Entrambi gli acidi si dissociano, e calcolare il pH richiede la costruzione di un I.C.E. chart per determinare le concentrazioni delle specie presenti in soluzione.

Nel caso specifico, l’equilibrio predominante è quello di dissociazione dell’acido nitroso, poiché la costante di dissociazione è molto maggiore rispetto a quella dell’acido cianidrico. Dopo aver calcolato le concentrazioni di HNO₂, NO₂^–, e H⁺, è importante determinare la concentrazione dello ione cianuro, [CN^–], per poi calcolare il pH della soluzione, che si rivela essere 1.3.

In conclusione, il calcolo del pH di una soluzione contenente una miscela di acidi richiede l’analisi delle costanti di equilibrio e la costruzione di opportuni diagrammi per determinare le concentrazioni delle specie presenti, da cui è possibile calcolare il valore del pH.