pH del bicarbonato di sodio
Calcolo del pH di una soluzione di bicarbonato di sodio
Calcolare il pH di una soluzione 0,20 M di bicarbonato di sodio (NaHCO3). Si sappia che, per l'acido carbonico, si ha: Ka1 = 4,3·10-7 e Ka2 = 5,6·10-11.
Svolgimento dell'esercizio
Il bicarbonato di sodio NaHCO3 è un sale acido di un acido poliprotico che è completamente dissociato in soluzione acquosa secondo l'equazione:
NaHCO3 → Na+ + HCO3−
L'anione HCO3− è un anfolita che può reagire con l'acqua comportandosi sia da acido:
HCO3− + H2O ⇆ CO32− + H3O+
che da base:
HCO3− + H2O ⇆ H2CO3 + OH−
Per determinare il pH di una sua soluzione acquosa bisogna tenere conto di entrambi gli equilibri: se prevale il primo la soluzione risulterà acida, mentre se prevale il secondo la soluzione risulterà basica.
Il pH di tali soluzioni si calcola con la relazione valida per soluzioni in cui coesistono due equilibri, uno a carattere acido e l'altro a carattere basico, e cioè:
nella quale Ka1 e Ka2 sono i valori delle due costanti acide di dissociazione dell'acido carbonico (Ka1 = 4,3·10-7 e Ka2 = 5,6·10-11); come è possibile notare dall'espressione della formula, il pH è indipendente dalla concentrazione della soluzione.
Sostituendo i dati in nostro possesso si ha che:
Da cui possiamo ricavare il pH:
pH = - log [H+] = - log (4,9 · 10-9) = 8,3
In conclusione, per calcolare il pH di una soluzione di NaHCO3, che vale 8,3, è necessario utilizzare sia la la Ka1 che la Ka2 dell'acido carbonico.
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