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Home Chimica

Determinazione delle costanti di un acido diprotico

di Chimicamo
27 Giugno 2021
in Chimica, Chimica Analitica
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Determinazione delle costanti di un acido diprotico- chimicamo

Determinazione delle costanti di un acido diprotico- chimicamo

La determinazione delle costanti di equilibrio di un acido diprotico può essere fatta mediante titolazione.

Le costanti di equilibrio di un acido diprotico possono essere determinate tramite titolazione con una base forte. Si consideri l'acido diprotico H2A: esso si dissocia secondo i seguenti equilibri:

H2A + H2O ⇌ HA– + H3O+

HA– + H2O ⇌ A2- + H3O+

Questi equilibri sono regolati dalle due costanti Ka1 e Ka2 le cui espressioni sono rispettivamente:

Ka1 = [HA–][ H3O+]/[H2A]   (1)

Ka2 = [A2-][ H3O+]/[HA–]     (2)

Nel corso della titolazione il bilancio di massa e di carica viene mantenuto quindi la concentrazione totale di H2A è pari a:

[H2A]T = [H2A] + [HA–] + [A2-]    (bilancio della massa)   (3)

Per scrivere il bilancio della carica si tiene presente che la somma delle concentrazioni delle specie cariche negativamente è pari alla somma delle specie cariche positivamente:

[HA–] +2 [A2-] + [OH–] = [Na+] + [H3O+]   (4)

Determinazione di Ka1

Il valore di Ka1 può essere calcolato dai dati della titolazione dopo aver aggiunto un volume di titolante pari a metà del volume corrispondente al primo punto equivalente quando [HA–] è molto maggiore di [A2-] e [H3O+] è molto maggiore di [OH–]. In tali condizioni le equazioni (3) e (4) possono essere scritte come:

[H2A]T = [H2A] + [HA–]    (5)

[HA–] = [Na+] + [H3O+]    (6)

Sostituendo nella (5) il valore di [HA] presente nella (6) si ha:

[H2A]T = [H2A] + [Na+] + [H3O+]   

Da cui:

[H2A] = [H2A]T – ([Na+] + [H3O+])  (7)

Sostituendo nella (1) il valore di [H2A] ricavato nella (7) e il valore di [HA–] ricavato nella (6) si ha:

LEGGI ANCHE   Rocce calcaree

Ka1 = ([Na+] + [H3O+])[H3O+]/[H2A]T – ([Na+] + [H3O+])  (8)

Supponendo di aver messo un certo volume di acido  in una data quantità di acqua e che sia nota la molarità della base titolante possono essere calcolati tutte le specie presenti in soluzione alla metà del volume del primo punto equivalente:

[Na+] = MNaOH  ∙ VNaOH/ VNaOI + Viniziale

[H2A]T = MH2A ∙ VH2A/ VNaOI + Viniziale

[H3O+] = 10-pH

Determinazione di Ka2

Nella regione tra il primo e il secondo punto equivalente [HA–] >> [H2A] pertanto la (3) può essere scritta come:

[H2A]T =  [HA–] + [A2-]    (9)

Inoltre in queste condizioni [Na+] >> [H3O+] e [H3O+] >> [OH–] pertanto la (4) può essere scritta come:

[HA–] +2 [A2-]  = [Na+]   (10)

Da cui  [HA–] = – 2 [A2-]  + [Na+]

Sostituendo il valore di [HA–] nella (9) si ha:

[H2A]T =  – 2 [A2-]  + [Na+]  + [A2-]   = [Na+] – [A2-]  (10)

Da cui [A2-] = – [H2A]T + [Na+]   (11)

ADVERTISEMENTS

Dalla (9) si ha [A2-] = [H2A]T –  [HA–]

Sostituendo tale valore nella (10) si ha:

[Na+] = [H2A]T + [A2-] = [H2A]T + [H2A]T –  [HA–] da cui:

[HA–]= 2 [H2A]T – [Na+]  (12)

Sostituendo nella (2) i valori di  [HA–] e di [A2-] ricavati nella (12) e nella (11) si ha:

Ka2 = [A2-][ H3O+]/[HA–]     = (- [H2A]T + [Na+]  )[H3O+]/2 [H2A]T – [Na+] 

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Tags: acidi diproticibilancio di massacalcolicostante di dissociazionedimostrazionetitolazione

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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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