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Home Chimica

Specie predominante a un dato pH

di Chimicamo
1 Agosto 2021
in Chimica, Stechiometria
A A
0
specie predominante a un dato pH-chimicamo

specie predominante a un dato pH-chimicamo

Si può conoscere la specie predominante a un dato pH di un acido debole o di una base debole senza ricorrere al calcolo delle concentrazioni di tutte le specie

Sommario nascondi
1 pH = pKa + log [A– ] /[HA]
2 Esempio
3 In sintesi

Si consideri l’acido debole HA che si dissocia secondo l’equilibrio:

HA + H2O ⇄ A– + H3O+

L’espressione della costante di equilibrio Ka è:

Ka = [A– ] [H3O+]/[HA]

Dividendo ambo i membri per [H3O+] si ha:

Ka /[H3O+] = [A– ] /[HA]

Passando ai logaritmi:

log (Ka /[H3O+]) = log [A– ] /[HA]

per le proprietà dei logaritmi si ha:

log Ka – log [H3O+] = log [A– ] /[HA]

per definizione di pH = – log [H3O+] si ha:

log Ka + pH = log [A– ] /[HA]

da cui:

pH = – log Ka + log [A– ] /[HA]

poiché – log Ka = pKa in definitiva si ottiene l’equazione di Henderson-Hasselbalch largamente utilizzata per la risoluzione delle soluzioni tampone:

pH = pKa + log [A– ] /[HA]

Pertanto conoscendo il pH e il pKa si può conoscere la specie predominante in determinate condizioni.

Esempio

Si consideri l’acido benzoico che ha un valore di Ka pari a 6.31 · 10-5. Il valore di pKa è pertanto 4.20.

Si calcoli la specie predominante a vari valori di pH

Quando il pH è uguale al pKa si ha:

4.20 = 4.20 + log [A– ] /[HA]

Da cui 0 = log [A– ] /[HA] e quindi 10= 1 = [A– ] /[HA]

ciò implica che [A– ] =[HA]

Se il pH è minore di pKa come, ad esempio, 3.20 si verifica:

3.20 = 4.20 + log [A– ] /[HA] da cui  – 1 = log [A– ] /[HA]

  Alogenazione degli alcheni

10-1 = 0.1 = [A– ] /[HA]

Ciò implica che [HA] = 10[A-] quindi la specie predominante è HA ovvero l’acido benzoico

Se il pH è maggiore di pKa come, ad esempio, 5.20 si ha:

5.20 = 4.20 + log [A– ] /[HA]

1 = log [A– ] /[HA]

101 = 10 = [A– ] /[HA]

Ciò implica che [A–] = 10 [HA] quindi la specie predominante è A– ovvero il benzoato

In sintesi

Per un acido debole monoprotico se :

  • pH = pKa le concentrazioni dell’acido e della sua base coniugata sono uguali
  • per valori di pH > pKa la specie predominante è la base coniugata
  • per valori di pH < pKa la specie predominante è l’acido debole
Tags: acido benzoicocostante di equilibriodimostrazione equazione di Hendersonsoluzioni tampone

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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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