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A quale pH inizia e termina la precipitazione dell'idrossido ferroso

Calcolo del pH al quale inizia e termina la precipitazione dell'idrossido ferroso

Partendo da una soluzione 0,032 mol/L di ioni Fe2+, a quale pH inizia a precipitare l'idrossido ferroso Fe(OH)2? A quale pH sarà completa al 99,99%?

Si sappia che per il Fe(OH)2 vale Kps = 8 · 10-16.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo del pH al quale inizia la precipitazione di Fe(OH)2 partendo da una soluzione 0,032 M di ioni Fe2+.

L'idrossido ferroso Fe(OH)2 si dissocia in acqua nel seguente modo:

Fe(OH)2 ⇆ Fe2+ + 2 OH-

Il prodotto di solubilità è dato dalla seguente relazione matematica:

Kps = [Fe2+] · [OH-]2

Ma la concentrazione degli ioni Fe2+ è nota e vale 0,032 mol/L. Ricaviamo dalla formula precedente il valore di [OH-]:

A quale pH inizia a precipitare l'idrossido ferroso

In cui:

  • Kps = 8 · 10-16
  • [Fe2+] = 0,032 M

Sostituendo i dati a disposizione si ha che:

pOH precipitazione idrossido ferroso

Pertanto nel momento stesso che inizia la precipitazione dell'idrossido ferroso la concentrazione degli ioni OH- è pari a 1,58 · 10-7 mol/L.

Non ci rimane altro che calcolare il pOH e quindi il pH. Il pOH è il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione degli ioni OH-; in formula:

pOH = - log[OH-] = - log (1,58 · 10-7) = 6,80

Ricordando infine che pH + pOH = 14, si ha che:

pH = 14 - pOH = 14 - 6,80 = 7,20

Pertanto il pH a cui inizia a precipitare Fe(OH)2 da una soluzione 0,032 mol/L di ioni Fe2+ è pari a 7,20.

Determiniamo ora a quale pH termina la precipitazione di Fe(OH)2

Il testo dell'esercizio chiede di calcolare a quale pH sarà completa al 99,99% la precipitazione dell'idrossido in questione.

Se la precipitazione è completa al 99,99% significa che lo 0,01% di ioni Fe2+ è ancora in soluzione. Ciò equivale ad una concentrazione pari a:

[Fe2+] = 0,032 · 0,01 / 100 = 3,2 · 10-6 mol/L

Sostituendo questo dato nella formula:

A quale pH inizia a precipitare l'idrossido ferroso

si ha che:

pH a cui termina precipitazione Fe(OH)2

Da cui:

pOH = - log[OH-]= - log(1,58 · 10-5) = 4,80

e:

pH = 14 - 4,80 = 9,20

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