calcolo del pH - acidi poliprotici (soluzione completa)

Calcolo del pH di soluzioni di acidi poliprotici con trattamento sistematico

Gli acidi poliprotici sono, come dice il nome, quegli acidi che nella loro molecola contengono più di un idrogeno acido. Gli acidi poliprotici si ionizzano in più stadi.

Prendiamo ad esempio H2S , un' acido diprotico:

                                                                              

                                                                                

L'espressione complessiva sarà:

                                                                               

La costante di reazione complessiva non è altro che il risultato del prodotto delle due costanti di dissociazione:

Generalmente, la costante di prima dissociazione è molto più grande rispetto alla costante di seconda dissociazione, e per questo la maggior parte di   in soluzione deriva dalla prima dissociazione.

Ci sono dei casi in cui la prima dissociazione è solo parziale (Ka1 relativamente piccola) e dei casi in cui la prima dissociazione è praticamente quantitativa (Ka1 grandissima). Richiedono due approcci diversi per quanto riguarda il calcolo del pH.

Caso 1

Partiamo con l'analizzare il primo, che è proprio quello dell'acido solfidrico. Supponiamo di avere una soluzione acquosa di H2S 0,1 M.

Dobbiamo dapprima calcolare   che deriva dalla prima dissociazione:

                                                             

Per farlo, consideriamo    come un' acido debole monoprotico e usiamo la formula approssimata per il calcolo di :

Dobbiamo ora calcolare  derivante dal secondo equilibrio di dissociazione:

calcolo del pH di un acido poliprotico

Sostituendo nell'espressione della seconda costante di dissociazione si ha:

Si ottiene un'espressione di secondo grado di forma:

risolvendo in x si ottiene:

Dato che questo valore è trascurabile rispetto a  derivante dalla prima dissociazione, si può considerare

Si avrà che

Che è proprio lo stesso risultato che si ottiene con il calcolo approssimato.

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