H2SO4 + H2O → HSO4- + H3O+
Dopo la prima ionizzazione, pertanto, in soluzione ci saranno 0,020 mol/L di ioni HSO4- e altrettante di ioni H3O+. Lo ione idrogenosolafto HSO4-, però, si comporta a sua volta da acido, ma non ionizza completamente essendo moderatamente debole; si tratta quindi di una reazione di equilibrio caratterizzata da uno specifico valore di Ka:HSO4- + H2O = SO42- + H3O+
Di certo, comunque, a equilibrio raggiunto, la concentrazione degli ioni HSO4- non potrà essere uguale a quella degli ioni H3O+. Per calcolare le concentrazioni finali è necessario- conoscere il valore della Ka dello ione idrogenosolfato,
- indicare con x la concentrazione degli ioni SO42- che si liberano dalla reazione di equilibrio,
- tenere presente che la concentrazione residua degli ioni idrogenosolfato è inferiore a quella iniziale a causa delle x mol/L che ionizzano, e corrisponde pertanto a (0,020 - x) mol/L,
- ricordare che in soluzione sono già presenti 0,020 mol/L di ioni H3O+ a cui si aggiungono x mol/L provenienti dalla ionizzazione dello ione idrogenosolfato; a fine reazione, pertanto, si avrà [H3O+] = (0,020 + x) mol/L. A questo punto non resta che cercare il valore di Ka dello ione idrogenosolfato, scriverne l’espressione, sostituire alle concentrazioni le relazioni prima individuate in funzione della x, e procedere coi calcoli per risolvere l’equazione di secondo grado e ricavare il valore della x. A te i calcoli! Buon lavoro!