Il pH di una soluzione di HSO4-

Francesca ha scritto:

Potrebbe aiutarmi nello svolgimento del seguente problema? Grazie mille.

Calcolare il pH di una soluzione 0,01 M di idrogenosolfato sapendo che per questo acido la K_a è 0,01.

Ecco l’aiuto:

In una soluzione di idrogeno solfato è presente lo ione HSO₄^- che si comporta come un acido debole e dissocia secondo la seguente reazione di equilibrio:

HSO₄^-_(aq) = H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

la cui costante corrisponde con la K_a e vale 0,01.

Per determinare la concentrazione molare degli ioni H⁺ basta scrivere l’espressione della K_a, indicare con x la concentrazione all’equilibrio degli ioni H⁺ , ricordare che gli ioni H⁺ e SO₄^2- si formano in ugual misura, esprimere la concentrazione all’equilibrio degli ioni idrogenosolfato non dissociati in funzione della x, sostituire le concentrazioni così espresse nella relazione della K_a e risolvere l’equazione di secondo grado che si ottiene.

I calcoli in dettaglio sono questi:

[HSO₄^-]_iniziale = 0,01 M

[H⁺]_equilibrio = x M                [SO₄^2-]_equilibrio = x M            [HSO₄^-]_dissociato = x M

[HSO₄^-]_equilibrio = [HSO₄^-]_iniziale – [HSO₄^-]_dissociato = (0,01 – x) M

K_a = [H⁺]_equilibrio · [SO₄^2-]_equilibrio / [HSO₄^-]_equilibrio

0,01 = x · x / (0,01 – x)

0,01 = x² / (0,01 – x)

x² = (0,01 – x) · 0,01

x² + 0,01 x – 10^-4 = 0

x₁ = 6,18·10^-3            x₂ = -0,0162 (non accettabile)

[H⁺]_equilibrio = x M = 6,18·10^-3 mol/L  

pH = -log [H⁺] = -log 6,18·10^-3 = 2,2

In conclusione, il pH di una soluzione 0,01 M di idrogeno solfato è pari a 2,2.