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Calcolo del pH a 25°C di una soluzione acquosa di Na2CO3 10-2M
Calcolare il pH a 25°C di una soluzione acquosa di:
a) Na2CO3 10-2 M, sapendo che per H2CO3 Ka1 = 4.3x10-7 e Ka2 = 4.8x10-11 |
Na2CO3 ------------------> 2Na+ + CO3(2-)
Lo ione CO3 2- in quanto base coniugata di un acido debole si idrolizza in soluzione per dare l'acido HCO3 - che a sua volta, in quanto base coniugata dell'acido debole H2CO3 si idrolizza secondo gli equilibri di idrolisi: 1) CO3 2- + H20 --> HCO3 - + OH- Ka2 = 4.8x10-11 2) HCO3 - + H20 ---> H2CO3 + OH- Ka1 = 4.3x10-7 per tali equilibri si possono scrivere le seguenti costanti di equilibrio : 1) Ki = Kb = Kw/ K a (2) = [HCO3 - ]*[ OH] / [ CO3 2-] 2) kI = kb = Kw / Ka (1) = [H2CO3]* [OH] / [HCO3 - ] Siccome la costante di equilibrio della seconda reazione, (Ka1) è 4 ordini di grandezza più piccola di quella del primo equilibrio (Ka2)puoi tranquillamente trascurare la seconda reazione poiché essa inciderà poco sulla quantità di ioni OH(-) prodotti. Quindi considera solo il primo equilibrio per il quale si può scrivere: 10^-2 ..................................… <- conc. iniziali CO3(2-) + H2O <-> HCO3(-) + OH(-) 10^-2-x.......................x........… <- conc. all'equilibrio Kb2 = [OH(-)] * [HCO3(-)] / [CO3(2-)] = x^2 / (10^-2 -x) Risolvi l'equazione di secondo grado (tenendo conto solo della soluzione positiva) ed ottieni [OH-]. Sapendo poi che: Kw = [H(+)] * [OH(-)] ottieni [H(+)] e da lì il pH = -log (H(+)) oppure possiamo utilizzare: pH = 14 - pOH = 14 + log OH(-) |
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