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Home Chimica Analitica

Concentrazione e pH

di Chimicamo
26 Giugno 2022
in Chimica Analitica, Chimica
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Concentrazione e pH- chimicamo

Concentrazione e pH- chimicamo

In presenza di un acido poliprotico può essere utile trovare una correlazione tra la concentrazione idrogenionica e quella delle varie specie presenti in soluzione.

Concentrazione idrogenionica e concentrazione delle varie specie

Consideriamo, ad esempio, un acido diprotico H2A: a bassi valori di pH si può prevedere qualitativamente che la specie predominante sia quella totalmente protonata mentre ad alti valori di pH prevale la specie totalmente deprotonata. Tali previsioni necessitano, tuttavia, di un'indicazione quantitativa.

Consideriamo, l'acido carbonico e le sue relative dissociazioni:

ADVERTISEMENTS

H2CO3 + H2O ⇌ HCO3– + H3O+

HCO3– + H2O ⇌ CO32- + H3O+

Le espressioni delle costanti relative ai due equilibri sono:
Ka1 = [HCO3–][ H3O+]/[H2CO3]

Ka2 = [CO32-][ H3O+]/[HCO3–]

Si può esprimere la composizione della soluzione in funzione della frazione in cui al numeratore vi è la concentrazione di una specie e al denominatore la somma delle concentrazioni di tutte le altre specie:

X(H2CO3) = [H2CO3]/[ H2CO3]+ [HCO3–]+ [CO32-]

X(HCO3–) = [HCO3–]/[ H2CO3]+ [HCO3–]+ [CO32-]

LEGGI ANCHE   Elettrolisi

X(CO32-) = [CO32-]/[ H2CO3]+ [HCO3–]+ [CO32-]

Dividiamo numeratore e denominatore di ciascuna delle precedenti espressioni per la specie intermedia [HCO3–]:

X(H2CO3) = [H2CO3]/[[HCO3–]/[H2CO3]/[HCO3–]+1+ [CO32-]/[HCO3–]  (1)

X(HCO3–) = 1/[ H2CO3]/[HCO3–]+ 1+ [CO32-]/[HCO3–] (2)

X(CO32-) = [CO32-]/[HCO3–]/[ H2CO3]/[HCO3–]+ 1+ [CO32-]/[HCO3–] (3)

Dalla Ka1 si ha: [H2CO3]/[HCO3–] = [H3O+]/Ka1

Dalla Ka2 si ha:[CO32-]/[HCO3–] = Ka2/[H3O+]

Pertanto sostituendo tali espressioni nella (1), (2) e (3) e sviluppando si ha:

X(H2CO3) = [H3O+]2 /[H3O+]2 + [H3O+]Ka1 + Ka1Ka2

X(HCO3–) = [H3O+]Ka1/ [H3O+]2 + [H3O+]Ka1 + Ka1Ka2

X(CO32-) = Ka1 Ka2 /[H3O+]2 + [H3O+]Ka1 + Ka1Ka2

Tali espressioni consentono di determinare la composizione a qualunque valore di pH

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Tags: acidi diproticiacido carbonicocomposizione delle speciepH

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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