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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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