Concentrazioni all’equilibrio di un acido diprotico

Costruiamo una I.C.E. chart relativa al primo equilibrio:

  H2CO3 H2O H3O+ HCO3
Stato iniziale 0.033     // //
Variazione -x     +x +x
All’equilibrio 0.033-x     x x

 

Sostituiamo questi valori nell’espressione della Ka1

Ka1 = 4.3 · 10-7 =[H3O+][ HCO3]/[ H2CO3] = (x)(x)/0.033-x

Trascurando la x sottrattiva al denominatore si ha:

4.3 · 10-7 = (x)(x)/0.033

Da cui x = [H3O+] =[ HCO3] = √4.3 · 10-7 · 0.033 = 1.2 · 10-4 M

Pertanto [H2CO3]eq = 0.033- 1.2 · 10-4 M = 0.033 M

Costruiamo un I.C.E. chart relativa al secondo equilibrio:

  HCO3 H2O H3O+ CO32-
Stato iniziale 1.2 · 10-4     1.2 · 10-4 //
Variazione -x     +x +x
All’equilibrio 1.2 · 10-4 -x     x x

 

Sostituiamo questi valori nell’espressione della Ka2

Ka2 = 5.6 · 10-11 =[H3O+][ CO32-]/[ HCO3] = (1.2 · 10-4+ x)(x)/ 1.2 · 10-4-x

Trascurando x rispetto a 1.2 · 10-4 si ha:

[H3O+] = 1.2 · 10-4 + 5.6 · 10-11 = 1.2 · 10-4 M

[HCO3] = 1.2 · 10-4 – 5.6 · 10-11 = 1.2 · 10-4 M

x = [ CO32-] = 5.6 · 10-11 M

Considerazioni

Per semplificare questo tipo di problema si può assumere che all’equilibrio la concentrazione dell’acido indissociato sia pari alla concentrazione iniziale; la concentrazione di H3O+ e della base coniugata dell’acido indissociato si possono ottenere considerando solo il primo equilibrio mentre la concentrazione dello ione proveniente dalla seconda dissociazione è pari alla seconda costante di equilibrio

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Author: Chimicamo

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