Titolazione di acidi diprotici. Esercizi svolti.

Titolazione degli acidi diprotici: esempi e calcoli

La titolazione degli acidi diprotici è un argomento importante in chimica generale. Gli acidi diprotici come l’H₂SO₃ hanno due punti equivalenti significativi nel loro processo di dissociazione in acqua.

Nel primo stadio, l’acido H₂X si dissocia in H⁺_(aq) e HX^–_(aq). Nel secondo stadio, HX^–_(aq) si dissocia ulteriormente in H⁺_(aq) e X^2-_(aq).

Le curve di titolazione degli acidi diprotici mostrano due punti equivalenti, ognuno corrispondente a un punto di flesso. Durante la titolazione con idrossido di sodio, le reazioni che avvengono sono:

1. H₂X + NaOH → NaHX + H₂O (dall’inizio della titolazione al primo punto equivalente)
2. NaHX + NaOH → Na₂X + H₂O (dal primo al secondo punto equivalente)
3. La reazione netta dall’inizio della titolazione fino al secondo punto equivalente è H₂X + 2 NaOH → Na₂X + 2 H₂O.

Esercizi svolti

1) Calcolo del pH al momento dell’aggiunta di NaOH a una soluzione di H₂SO₃:
L’H₂SO₃ è un acido diprotico con K_a1 = 1.25 ∙ 10^-2 e K_a2 = 5.6 ∙ 10^-8. Calcoliamo il pH quando 25.0 mL di una soluzione di H₂SO₃ 0.100 M vengono neutralizzati con 25.0 mL di NaOH 0.100 M.

2) Calcolo del pH al momento dell’aggiunta di NaOH a una soluzione di H₂SO₃:
Consideriamo una situazione simile alla precedente, ma con 30.0 mL di NaOH 0.100 M aggiunti a una soluzione di H₂SO₃ 0.100 M.

3) Calcolo del pH al momento dell’aggiunta di NaOH a una soluzione di H₂SO₃:
Un altro esempio pratico basato sul calcolo del pH in una situazione specifica.

Questi sono esempi di esercizi su come calcolare il pH durante la titolazione di acidi diprotici come l’H₂SO₃. Ogni esercizio richiede l’applicazione di concetti specifici e calcoli dettagliati per determinare il pH in condizioni date.

In ogni esercizio, vengono considerati i volumi delle soluzioni, le concentrazioni di H₂SO₃ e NaOH e le reazioni che avvengono durante la titolazione. I calcoli vengono mostrati passo dopo passo per illustrare il processo analitico e matematico necessario per determinare il pH in ciascuna situazione specifica.Come calcolare il pH di una soluzione di H2SO3 dopo l’aggiunta di NaOH

Quando si aggiungono 50.0 mL di NaOH 0.100 M a una soluzione di 0.100 M di H2SO3, si ha una reazione di neutralizzazione. Inizialmente, si calcola che ci siano 0.0250 moli di H2SO3 e 0.00500 moli di NaOH. Dopo l’aggiunta di NaOH, la quantità di OH- è sufficiente per neutralizzare i protoni dell’acido solforoso, producendo 0.00250 moli di SO3^2- in una soluzione di 0.0750 L. Qui si considera l’idrolisi del solfito per determinare il pH della soluzione risultante.

C’è un’equazione chimica che rappresenta l’idrolisi del solfito:

SO3^2- + H2O ⇄ HSO3- + OH-

Successivamente si costruisce una I.C.E.chart per analizzare tale idrolisi. La costante relativa a questo equilibrio, chiamata costante di idrolisi K_i, può essere calcolata come il rapporto tra la concentrazione dei prodotti e dei reagenti. Usando specifici artifici matematici, è possibile ricavare la costante di idrolisi.

Dopo aver determinato la costante di idrolisi K_i, è possibile calcolare il pH della soluzione. Utilizzando i passaggi appropriati per risolvere l’equazione, si ottiene un pH di 9.9.

In conclusione, l’aggiunta di NaOH a una soluzione di H2SO3 ha portato alla formazione di solfito e ha influenzato il pH della soluzione risultante, rendendolo leggermente basico con un valore di 9.9.