pH di un sale acido
Calcolo del pH di un sale acido
A 50,0 mL di una soluzione 0,10 M di H2CO3 vengono aggiunti 50,0 mL di una soluzione 0,100 M di NaOH.
Qual è il pH della soluzione risultante?
Si sappia che per H2CO3 vale:
pKa1 = 6,2
pKa2 = 10,0
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio chiede di calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 50,0 mL di una soluzione 0,10 M di H2CO3 con 50,0 mL di una soluzione 0,100 M di NaOH.
Mescolando le due soluzioni si ha la seguente reazione:
NaOH + H2CO3 → NaHCO3 + H2O
Determiniamo le moli di NaOH:
n (NaOH) = M · V = 0,100 mol/L · 0,050 L = 5 · 10-3 mol
Determiniamo le moli di H2CO3:
n (H2CO3) = M · V = 0,100 mol/L · 0,050 L = 5 · 10-3 mol
NaOH e H2CO3 reagiscono completamente per dare NaHCO3.
NaOH ... + .... H2CO3 → NaHCO3 + H2O
0,005mol....0,005mol.......................inizio
..0................0........0,005mol .......fine
L'esercizio quindi è come se chiedesse di calcolare il pH di una soluzione di NaHCO3 (sale acido).
Lo ione HCO3− può dare i seguenti due equilibri:
HCO3− + H2O ⇄ H2CO3 + OH-
HCO3− + H2O ⇄ CO32− + H3O+
In questi casi il pH risultante dipende da quale dei due equilibri è più spostato a destra.
Se prevale il primo la soluzione risulterà basica, se prevale il secondo, la soluzione sarà acida.
Il calcolo del pH di sali acidi è un'operazione molto semplice e si effettua con la seguente formula:
nella quale Ka1 e Ka2 sono i valori delle due costanti acide di dissociazione dell'acido carbonico che valgono rispettivamente:
Ka1 = 10-pKa1 = 10-6,2 = 6,31 · 10-7
Ka2 = 10-pKa2 = 10-10
Quindi:
Da cui:
pH = - log (7,94 · 10-9) = 8,1
Il pH di una soluzione di Na2CO3 è pertanto un pH basico; ciò significa che il primo equilibrio prevale sul secondo.
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