Concentrazione iniziale di un acido diprotico dal pH

Gli acidi diprotici vengono indicati genericamente con la formula H2A; essi sono soggetti a due dissociazioni secondo i seguenti equilibri:

H2A+ H2O ⇌ HA + H3O+

HA + H2O ⇌ A2- + H3O+

regolati da due costanti acide rispettivamente denominate Ka1 e Ka2.

In genere si verifica che Ka1 è molto maggiore rispetto a Ka2e ciò consente, nella determinazione del pH, di considerare solo il primo equilibrio di dissociazione in quanto la concentrazione idrogenionica derivante dal secondo equilibrio è trascurabile rispetto a quella derivante dal primo equilibrio.

Infatti negli esercizi sugli acidi diprotici il secondo equilibrio viene considerato quando viene richiesta la concentrazione di A2-.

Può essere proposto il problema inverso ovvero noto il pH, e conseguentemente noto [H3O+], viene richiesta la concentrazione iniziale dell’acido diprotico.

Viene proposto un esercizio a riguardo:

Calcolare la concentrazione iniziale di acido carbonico perché si abbia un pH pari a 4.05. ( Ka1 = 4.30 ∙ 10-7, Ka2 = 5.61 ∙ 10-11)

Gli equilibri di dissociazione dell’acido carbonico sono i seguenti:

H2CO3 + H2O ⇌ HCO3 + H3O+     Ka1 = 4.30 ∙ 10-7

HCO3 + H2O ⇌ CO32- + H3O+       Ka2 = 5.61 ∙ 10-11

Come si può notare le costanti differiscono tra loro di 4 ordini di grandezza e appare legittimo trascurare il secondo equilibrio considerando che lo ione H3O+ presente nella soluzione sia dovuto solo a quello proveniente dalla prima dissociazione.

Se il valore del pH è di 4.05 allora si ha:

[H3O+] = 10-4.05 = 8.91 ∙ 10-5 M

Sulla base delle considerazioni fatte allora anche [HCO3] =  8.91 x 10-5 M

Costruiamo una I.C.E. chart e chiamiamo con x la concentrazione iniziale dell’acido:

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Author: Chimicamo

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