Acidi poliprotici: specie dissociate a un dato pH

Si consideri l’acido fosforico che è un acido triprotico e si assuma una concentrazione 0.10 M

Avverranno i seguenti equilibri:

H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4–     Ka1 = 1.1 ∙ 10-2

H2PO4⇄ H+ + HPO42-     Ka2 = 7.5 ∙ 10-8

HPO42- ⇄ H+ + PO43-       Ka3 = 4.8 ∙ 10-13

Quando si è stabilito l’equilibrio una certa quantità di acido rimane indissociato e una parte viene convertito in H2PO4, HPO42-, e PO43-.

Dal bilancio di massa si ha:

CH3PO4 = [H3PO4]+ [H2PO4] + [HPO42-] + [PO43-]

Possiamo scrivere le frazioni di ogni specie presente in soluzione come:

αo = [H3PO4]/ CH3PO4

α1 = [H2PO4]/ CH3PO4

α2 = [HPO42-]/ CH3PO4

α3 = [PO43-]/ CH3PO4

dove αo+ α1 + α2 + α3 = 1 essendo pari a 1 la somma delle frazioni molari.

Il valore di ciascuna frazione dipende dal pH della soluzione: a bassi valori di pH la specie prevalente è H3PO4 mentre ad alti valori di pH la specie prevalente è PO43.

Per trovare la relazione tra le varie specie e il pH usiamo la costanti di equilibrio.

Dalla prima dissociazione si ha:
Ka1 = [H+][H2PO4]/[H3PO4] quindi [H2PO4] = Ka1[H3PO4]/ [H+]   (1)

 

Dalla seconda dissociazione si ha:

Ka2 = [H+][HPO42-]/[H2PO4] quindi [HPO42-] = Ka2[H2PO4]/ [H+]  (2)

Sostituendo nella (2) il valore di [H2PO4] ricavato nella (1) si ha:

[H2PO4] = Ka1 Ka2 [H3PO4]/ [H+]2

 

Dalla terza dissociazione si ha:

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Author: Chimicamo

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