Un acido debole è caratterizzato dal fatto che la sua dissociazione in acqua non è completa , ma è una reazione di equilibrio , e come tale la sua dissociazione è correlata ad una costante di equilibrio che nella fattispecie è indicata con Ka.
Per la dissociazione del generico acido monoprotico HA si può scrivere Ka = [H+][A–] / [HA] essendo [H+] , [A–] e [HA] le concentrazioni delle specie all’equilibrio.
Un acido diprotico H2A è un acido che si dissocia secondo due reazioni di equilibrio :
H2A ⇄ H+ + HA–
HA– ⇄ H+ + A2-
Ciascuna di queste reazioni è caratterizzata da una costante di equilibrio dette Ka1 e Ka2 rispettivamente.
Analogamente un acido triprotico H3A è un acido che si dissocia secondo tre reazioni di equilibrio :
H3A ⇄ H+ + H2A–
H2A– ⇄ H+ + HA2-
HA2-⇄ H+ + A3-
Ciascuna di queste reazioni è caratterizzata da una costante di equilibrio dette Ka1, Ka2 e Ka3 rispettivamente.
Esercizi
1) Calcolare le concentrazioni delle specie all’equilibrio e il pH di una soluzione di HBrO 0.260 M sapendo che Ka vale 2.06 · 10-9
Sia x = mol/L di HBrO che si dissocia : all’equilibrio si avrà [H+] = x ; [BrO–] = x e [HBrO] = 0.260-x
Sostituendo tali valori nella costante Ka si ha :
2.06 · 10-9 = (x)(x)/ 0.260-x
Trascurando la x al denominatore stante il fatto che Ka è molto piccola e risolvendo rispetto a x si ha : [H+] = 2.31 x 10-5 M ; [BrO–] = 2.31 x 10-5 M e [HBrO] = 0.260 – 2.31 · 10-5 M = 0.260 M
pH = – log 2.31 x 10-5 =4.64
2) Calcolare la concentrazione di tutte le specie all’equilibrio e il pH di una soluzione di H2S 0.10 M sapendo che Ka1= 1.1 · 10-7 e Ka2 = 1 · 10-14
Sia x = mol/L di H2S che si dissocia nel primo equilibrio : si otterranno x mol/L di HS– e x mol/L di H+
Sostituendo tali valori nella Ka1 = 1.1 · 10-7 = (x)(x) / 0.10-x si ottiene x = 1.05 · 10-4
Dalla prima dissociazione si ha : [H+] = 1.05 x 10-4 M , [HS–] 1.05 · 10-4 M e [H2S] = 0.10 – 1.05 x 10-4 = 0.10 M
Sia y = mol/L di HS– che si dissocia nel secondo equilibrio : si otterrà [H+] = 1.05 · 10-4 +y, [HS–] = 1.05 x 10-4-y e [S2-] = y
Sostituendo tali valori nella Ka2 = 1 x 10-14 = ( 1.05 x 10-4 +y)(y)/ 1.05 · 10-4 –y
Si ha y = 1 · 10-14
Da cui [S2-] = 1 x 10-14 M
[HS–] = 1.05 · 10-4– 1 x 10-14 = 1.05 · 10-4 M
