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Influenza del pH della soluzione sulla solubilità

Come il pH della soluzione influenza la solubilità di composti poco solubili

La solubilità dei composti poco solubili è influenzata dal pH nel caso in cui questo, attraverso una reazione di equilibrio competitiva, fa variare la concentrazione di almeno uno degli ioni che compongono il sale stesso.

L'effetto del pH sulla solubilità può essere determinato mediante lo studio di equilibri multipli.

Consideriamo ad esempio l'equilibrio di solubilizzazione dell'ossalato di stronzio, SrC2O4:

SrC2O4(s) <==> Sr2+(aq) + C2O42-(aq)

Ua diminuzione del pH della soluzione comporta un aumento della concentrazione idrogenionica che fa diminuire la concentrazione dello ione C2O42- secondo il seguente equilibrio:

C2O42-+ H+ <==> HC2O4-

Lo ione HC2O4- può reagire ulteriormente:

HC2O4-+ H+ <==> H2C2O4

Dalla soluzione vengono così sottratti ioni C2O42-. In base al principio di Le Chatelier, l'equilibrio risponde producendo altri ioni C2O42- secondo l'equilibrio di solubilizzazione:

SrC2O4(s) <==> Sr2+(aq) + C2O42-(aq)

Ne consegue che la solubilità di SrC2O4 aumenta al diminuire del pH fino ad avere, per valori di pH molto bassi, la completa solubilizzazione del sale.

Determinazione quantitativa dell'influenza del pH sulla solubilità

Per determinare in modo quantitativo come il pH influenza la solubilità di SrC2O4, è necessario ricavare l'espressione della solubilità in funzione del pH medante uno studio di equilibri multipli.

Gli equilibri da considerare sono i seguenti:

kps src2o4

k di c2o42-

k hc2o4

Gli ioni Sr2+ e C2O42- sono contenuti nella soluzione di partenza nel rapporto di 1:1.

Se ad un determinato valore di pH parte di C2O42- si trasforma in HC2O4- e in H2C2O4, la somma delle mol/L di tutte le specie contenenti C2O42- deve risultare uguale alla concentrazione dello ione Sr2+ (bilancio di massa).

Pertanto:

somma c2o4

in cui [C2O42-], [HC2O4-] e [H2C2O4] si ricavano dalle rispettive costanti di equilibrio:

concentrazionje c2o42-

concentrazione hc2o4-

concentrazione h2c2o4

Sostituendo questi valori nella seguente equazione:

somma c2o4

si ha che:

concentrazione sr2+

da cui:

concentrazione sr2+2

Questa relazione permette di ricavare la solubilità di SrC2O4 in funzione del pH: per ciascun valore di pH è pertanto possibile determinare la solubilità del sale.

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