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Home Chimica

Sali di acidi poliprotici: pH

di Chimicamo
1 Luglio 2021
in Chimica, Stechiometria
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Sali di acidi poliprotici: pH-chimicamo

Sali di acidi poliprotici: pH-chimicamo

I sali degli acidi poliprotici derivano formalmente dall'acido per sostituzione di uno o di più atomi di idrogeno con un metallo e danno idrolisi.

Esempi di sali di acidi poliprotici sono il bicarbonato di sodio NaHCO3, il solfito di potassio K2SO3 e l'ossalato di calcio CaC2O4.

Consideriamo, a titolo di esempio, i sali derivanti dall'acido fosforico. Quest'ultimo ha formula H3PO4 quindi i sali da esso derivanti possono essere H2PO4–, HPO42- e PO43-. Il calcolo del pH di questi sali è diverso a seconda del tipo di sale

Gli equilibri di dissociazione dell'acido fosforico e le relative costanti di equilibrio sono:

H3PO4 + H2O ⇌ H2PO4– + H3O+    Ka1= 7.5 ∙ 10-3

H2PO4– + H2O ⇌ HPO42- + H3O+    Ka2= 6.2 ∙ 10-8

HPO42- + H2O ⇌ PO43- + H3O+       Ka3= 4.8 ∙ 10-13

Esercizi

pH di una soluzione di Na3PO4

Calcolare  il pH di una soluzione 0.20 M di Na3PO4

Il tetraossofosfato (V) di sodio è solubile in acqua e si dissocia in 3 Na+ e PO43-. Lo ione tetraossofosfato (V) idrolizza secondo l'equilibrio:

PO43- + H2O ⇌ HPO42- + OH–

Il valore della costante di idrolisi relativa a questo equilibrio detta Kb3 è data da:

Kb3= Kw/Ka3 = 10-14/ 4.8 ∙ 10-13 = 0.021

L'espressione della costante di idrolisi è:

Kb3 = [HPO42-][ OH–]/[ PO43-]

All'equilibrio:

[PO43-] = 0.20 –x

[HPO42-] = [OH–] = x

Sostituendo nell'espressione della costante di equilibrio si ottiene:

0.021 = (x)(x)/ 0.20-x

Poiché il valore di questa costante è molto elevato non si può fare alcuna approssimazione e pertanto dobbiamo risolvere l'equazione di 2°

0.0042 – 0.021 x = x2

Riordinando:

x2 + 0.021 x – 0.0042 = 0

le radici sono: x1= 0.056 e x2= – 0.077

escludendo la radice negativa in quanto le concentrazioni non assumono mai valore negativo si ha:

[OH–] = 0.056 M da cui pOH = 1.3 e pH = 14 – 1.3 = 12.7

pH di una soluzione di Na2HPO4

Calcolare il pH di una soluzione di Na2HPO4 0.20 M

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Lo ione idrogenofosfato può comportarsi sia da acido di Brønsted e Lowry  che da base di Brønsted e Lowry, :

HPO42- + H2O ⇌ PO43- + H3O+ Ka3= 4.8 ∙ 10-13

HPO42- + H2O ⇌ H2PO4– + OH – Kb2= Kw/Ka2 = 10-14/ 6.2 ∙ 10-8 = 1.6 ∙ 10-7

A rigore dovrebbero essere considerati entrambi gli equilibri, oltre a quello dell'acqua, risultando:

2 HPO42- ⇌  PO43- + H2PO4– di cui deve essere calcolata la costante di equilibrio

Tuttavia poiché la costante relativa all'equilibrio B. è molto maggiore rispetto alla costante relativa all'equilibrio A. quest'ultimo può essere trascurato pertanto all'equilibrio:

[HPO42- ] = 0.20-x

[PO43-] = [OH–] = x

Sostituendo nell'espressione della costante di equilibrio:

Kb2 = 1.6 ∙ 10-7 = (x)(x)/0.20-x

Da cui x = [OH–] = 1.8 ∙ 10-4 M da cui pOH = 3.7 e quindi pH = 14-3.7 = 10.3

pH di una soluzione di NaH2PO4 

Calcolare il pH di una soluzione di NaH2PO4  0.20 M

Lo ione diidrogenofosfato può comportarsi sia da acido di Brønsted e Lowry, che da base di Brønsted e Lowry,

H2PO4– + H2O ⇌ HPO42- + H3O+ Ka2= 6.2 ∙ 10-8

H2PO4– + H2O ⇌ H3PO4 + OH–      Kb3 = Kw/Ka1 = 10-14/ 7.5 ∙ 10-3 = 1.3 ∙ 10-12

A rigore dovrebbero essere considerati entrambi gli equilibri, oltre a quello dell'acqua, risultando:

2 H2PO4–  ⇌ HPO42- +  H3PO4 di cui deve essere calcolata la costante di equilibrio

Tuttavia poiché la costante relativa all'equilibrio A. è molto maggiore rispetto alla costante relativa all'equilibrio B. quest'ultimo può essere trascurato pertanto all'equilibrio:

[H2PO4–] = 0.20-x

[HPO42-] = [H3O+] = x

Sostituendo nell'espressione della costante di equilibrio:

Ka2= 6.2 ∙ 10-8 = (x)(x)/ 0.20-x

Trascurando la x sottrattiva rispetto a 0.20 si ottiene:

x = [H3O+] = 1.1 ∙ 10-4 M da cui pH = 4.0

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Tags: acido fosforicobicarbonato di sodioOssalato di calciopH

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Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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