Idrolisi. Calcolo del pH. Esercizi svolti

Una soluzione in cui viene disciolto un sale derivante da acido forte e da base forte come NaCl ha un pH pari a 7 ovvero la soluzione è neutra.

Una soluzione in cui viene disciolto un sale derivante da acido debole e da base forte come l’acetato di sodio ha un pH maggiore di 7 in quanto l’acetato reagisce con l’acqua dando lo ione OH secondo la reazione di equilibrio:

CH3COO + H2O  ⇌ CH3COOH + OH

La costante di equilibrio è data da Kb = Kw/Ka essendo Kw la costante di autoionizzazione dell’acqua che, se non diversamente specificato, vale 1.00 ∙ 10-14 e Ka è la costante di dissociazione dell’acido debole.

Una soluzione in cui viene disciolto un sale derivante da base debole e da acido forte come il cloruro di ammonio ha un pH minore di 7 in quanto lo ione ammonio reagisce con l’acqua dando lo ione H3O+ secondo la reazione di equilibrio:

NH4+  + H2O  ⇌ NH3 + H3O+

La costante relativa a questi tipo di equilibri è data da Ka = Kw/Kb essendo Kb è la costante di dissociazione della base debole.

Esercizi svolti

1) Calcolare il pH di una soluzione di benzoato di sodio 0.300 M. ( Ka dell’acido benzoico = 6.45 ∙10-5)

Il benzoato di sodio è un sale che si dissocia completamente nei suoi ioni:

C6H5COONa → C6H5COO + Na+

Lo ione benzoato reagisce con l’acqua secondo la reazione di equilibrio:

C6H5COO + H2O  C6H5COOH + OH

La costante relativa a questo equilibrio vale: Kb = Kw/Ka = 1.00 ∙ 10-14/ 6.45 ∙ 10-5 = 1.55 ∙ 10-10

In cui Kb = [C6H5COOH][ OH]/ [C6H5COO ]

Costruiamo una I.C.E. chatr:

  C6H5COO  H2O C6H5COOH OH
Stato iniziale 0.300        
variazione -x     +x +x
Equilibrio 0.300-x     x x

 

Sostituiamo il valori nella Kb e otteniamo:

Kb = (x)(x)/ 0.300-x

Risolvendo rispetto a x si ha

x = [OH.] =6.82 ∙ 10-6

da cui pOH = – log 6.82 ∙ 10-6 =5.17

poiché pH + pOH = 14 si ha:

pH = 14 – 5.17 = 8.83

 

2) Calcolare il pH di una soluzione 0.200 M di propionato di sodio. ( Kb = 7.46 ∙ 10-10)

Il propionato di sodio è un sale che si dissocia completamente nei suoi ioni:

C2H5COONa → C2H5COO + Na+

Lo ione benzoato reagisce con l’acqua secondo la reazione di equilibrio:

C2H5COO + H2O  C2H5COOH + OH

In cui Kb = [C2H5COOH][ OH]/ [C2H5COO ]

 

Il testo dell’esercizio ci fornisce già Kb pertanto possiamo costruire una I.C.E. chart:

  C2H5COO  H2O C2H5COOH OH
Stato iniziale 0.200        
variazione -x     +x +x
Equilibrio 0.200-x     x x

 

Sostituiamo il valori nella Kb e otteniamo:

Kb = 7.46 ∙ 10-10 = (x)(x)/ 0.200-x

Risolvendo rispetto a x si ha

x = [OH.] = 1.22  ∙ 10-5

da cui pOH = – log 1.22 ∙ 10-5 = 4.91

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Author: Chimicamo

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