Il pH di una soluzione acquosa di solfato acido di sodio

 

Paola ha scritto:

Gentile professoressa, frequento la classe 4^ Liceo Scientifico. La mia professoressa a lezione ha spiegato come calcolare il pH di una soluzione di bicarbonato di sodio la cui dissociazione libera uno ione che può comportarsi sia da acido sia da base. Ci ha dimostrato che noti i valori della Ka1 e della Ka2 si può arrivare a calcolare il pH della soluzione (esercizio che abbiamo svolto in classe e ci ha portato ad ottenere un valore di pH pari a 8.34). Mi chiedo: quale sarebbe stato il risultato se al posto di usare il carbonato acido di sodio avessimo voluto calcolare il pH del solfato acido di sodio, essendo l’acido solforico un acido molto forte?
Grazie per la sua disponibilità.

 
Rispondo così:
 
A differenza dello ione idrogenocarbonato HCO3-, che può comportarsi sia da acido sia da base (Ka HCO3- = Ka2 H2CO3 = 5,61×10-11; Kb HCO3- =  Kw/Ka1 H2CO3 = 2,32×10-8), lo ione idrogenosolfato HSO4- può comportarsi soltanto da acido debole. Tale ione, infatti, essendo la base coniugata dell’acido forte H2SO4, ha una Kb piccolissima e non ha quindi nessuna tendenza ad assumere protoni. Il calcolo del pH di una soluzione acquosa di solfato acido di sodio è pertanto del tutto simile al calcolo del pH di un qualsiasi acido debole monoprotico. Il valore di pH, oltre che dalla concentrazione dello ione HSO4-,   è determinato dal valore della sua Ka, che corrisponde alla Ka2 dell’acido solforico, pari a 1,2×10-2.
Nel caso di una soluzione 0,1 M di NaHSO4, per esempio, si ha:
 
NaHSO4 → Na+ + HSO4-
 
HSO4- + H2O SO42- + H3O+
 
Ka = [SO42-]×[ H3O+]/[ HSO4-]
 
Se indichiamo con x la concentrazione molare dei prodotti all’equilibrio e con (0,1 – x) la concentrazione molare all’equilibrio dello ione HSO4-, otteniamo:
 
1,2×10-2 = x2 / (0,1 – x)
 
Risolvendo l’equazione si ha:
x = 2,92×10-2
 
Pertanto:
[ H3O+] = 2,92×10-2 M
pH = -log 2,92×10-2 = 1,53
 
Come puoi notare, il pH è ben diverso rispetto alla soluzione di carbonato acido di sodio!
In conclusione, non esiste un’unica formula con cui calcolare il pH delle soluzioni di sali acidi; il calcolo, infatti, varia al variare del valore delle costanti di ionizzazione dell’acido poliprotico da cui proviene il sale acido.

Per la lezione

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