Bilancio di massa

Quando si verifica un equilibrio simultaneo sono presenti, in soluzione, un certo numero di specie in soluzione. Per determinare la loro concentrazione si devono avere tante equazioni quante sono le specie per ottenere un sistema di equazioni.

Dopo aver individuato tutte le possibili reazioni di equilibrio, compresa l’autoionizzazione dell’acqua, si identificano le incognite che devono essere correlate da opportune equazioni.

Alcune di queste coinvolgono i valori noti delle costanti di equilibrio mentre le restanti vanno ricercate nel bilancio di carico e nel bilancio di massa.

Per ottenere il bilancio di massa si parte dall’assunto che se vengono introdotte in una soluzione delle specie che contengono determinati atomi o gruppi di atomi questi saranno presenti all’equilibrio anche se in forma diversa rispetto a quella con cui sono stati introdotti.

Esempi

  • Scrivere il bilancio di massa quando l’acido debole HF a concentrazione 0.10 M è presente in una soluzione

HF si dissocia in acqua secondo l’equilibrio:

HF + H2O ⇄ F + H3O+

All’equilibrio si troverà in soluzione HF che si è parzialmente dissociato in F e lo stesso F derivante dalla dissociazione di HF. Pertanto il bilancio di massa è:

0.10 = [HF] + [F]

  • Scrivere il bilancio di massa di una soluzione 0.10 M di NaH2PO4

Il diidrogenofosfato di sodio si dissocia in:

NaH2PO4 → Na+ + H2PO4

Pertanto [Na+] = 0.10 M

Lo ione H2PO4 è un anfolita in quanto può comportarsi sia da acido secondo Brønsted e Lowry:

H2PO4+ H2O ⇄ HPO42- + H3O+

che da base secondo Brønsted e Lowry:

H2PO4+ H2O ⇄ H3PO4 + OH

Lo ione idrogenofosfato si dissocia secondo l’equilibrio:

HPO42- + + H2O ⇄ PO43- + H3O+

Pertanto il bilancio di massa è: [H2PO4] + [HPO42-]+ [PO43-] + [H3PO4] = 0.10 M

  • Scrivere il bilancio di massa relativo a una soluzione satura di MgCO3

Il carbonato di magnesio è un sale poco solubile che si dissocia secondo l’equilibrio eterogeneo:

MgCO3(s) ⇄ Mg2+(aq) + CO32-(aq)

Lo ione carbonato derivante dalla dissociazione parziale del carbonato di magnesio si comporta da base di Brønsted e Lowry:

CO32- + H2O ⇄ HCO3 + OH

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Author: Chimicamo

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