Il diidrogeno fosfato H2PO4– è un anione derivante dalla dissociazione di un sale come, ad esempio, il diidrogenofosfato di sodio
Si supponga di voler calcolare il pH di una soluzione acquosa di NaH2PO4 avente concentrazione 0.100 M sapendo che Ka1= 7.1 ∙ 10-3; Ka2 = 6.3 ∙ 10-8; Ka3 = 4.5 ∙ 10-13
Si può assumere che il fosfato biacido di sodio si dissoci completamente:
NaH2PO4 → Na+ + H2PO4–
Pertanto a seguito della dissociazione del sale la concentrazione del diidrogenofosfato è pari a 0.100 M
Equilibri
Lo ione H2PO4– in presenza di acqua può comportarsi da acido secondo l'equilibrio
H2PO4– + H2O ⇌ HPO42- + H3O+
Regolato dalla Ka2
o può comportarsi da base secondo l'equilibrio
H2PO4– + H2O ⇌ H3PO4 + OH–
Costante di idrolisi
Regolato dalla costante di idrolisi che si può dimostrare essere pari a
K = Kw/Ka1 = 10-14/7.1 ∙ 10-3 =1.4 ∙ 10-12
Stante la diversità nell'ordine di grandezza tra le due costanti si può ritenere che il fosfato biacido si comporti da acido monoprotico.
Costruiamo una I.C.E. chart:
H2PO4– | H2O | ⇌ | HPO42- | H3O+ | |
Stato iniziale | 0.100 | // | // | ||
Variazione | -x | +x | +x | ||
Equilibrio | 0.100-x | x | x |
Ka2 = 6.3 ∙ 10-8 = [HPO42-][ H3O+]/[ H2PO4–] = (x)(x)/0.100-x
Da cui x = [H3O+] = 7.9 ∙ 10-5 M
pH = – log 7.9 ∙ 10-5 = 4.1