pH di una soluzione di solfuro di potassio
Come si calcola il pH di una soluzione di solfuro di potassio
Calcolare il pH, la percentuale di idrolisi e la concentrazione di tutte le specie chimiche presenti in una soluzione 0,1 M di K2S, sapendo che le costanti di dissociazione dell'acido solfidrico sono:
Ka1 = 9,12 · 10-8
Ka2 = 1,2 · 10-15
Svolgimento
Le reazioni di idrolisi possibili in soluzione sono:
S2− + H2O ⇄ HS− + OH−
HS− + H2O ⇄ H2S + OH−
per le quali valgono le seguente costanti basiche:
Kb1 = Kw / Ka2 = 10-14 / (1,2 · 10-15) = 8,33
Kb2 = Kw / Ka1 = 10-14 / (9,12 · 10-8) = 1,096 · 10-7
Dei due equilibri il più influente è il primo: esso infatti è più spostato verso destra e presenta una costante di idrolisi maggiore.
L' espressione della costante di equilibrio relativa al primo equilibrio è:
Kb1 = ([HS−] · [OH−]) / [S2−] = 8,33
Indicando con X le concentrazioni di HS− e OH−, all'equilibrio la concentrazione di S2− risulta 0,1 - X. Sostituendo tali valori nella Kb1, si ha:
8,33 = X2 / (0,1 - X)
da cui:
X = 0,099 mol/l
Pertanto risulta che:
[HS−] = [OH−] = 0,099 mol/l
e che:
[S2−] = 0,1 - X = 0,1 - 0,099 = 0,001 mol/l
Determiniamo il pOH della soluzione.
Siccome [OH−] = 0,099 mol/l, si ha che:
pOH = - log [OH−] = - log 0,099 = 1,00
Determiniamo il pH:
pH = 14 - pOH = 14 - 1,004 = 13,00
Dalla seconda reazione di idrolisi, sostituendo i valori trovati, si ha:
Kb2 = ([H2S] · [OH−]) / [HS−] = ([H2S] · 0,099) / 0,099
da cui:
[H2S] = 1,096 · 10-7 mol/l
La percentuale d'idrolisi è:
i = (n° moli idrolizzate) / (n° moli iniziali) · 100 = (0,099 / 0,1) · 100 = 99%
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