Come calcolare il pH relativo ad una idrolisi salina

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Difficoltà: media
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Introduzione

Il pH è una scala di misura dell'acidità, chiamata anche della basicità di una soluzione acquosa. Fu introdotto nel 1909 con il termine "pH", dal chimico danese Søren Sørensen. Il termine "p" sta a significare "operatore", e vuole simboleggiare due operazioni matematiche che dovranno essere fatte sull'attività dello ione ossonio, in soluzione acquosa. Queste due operazioni sono: il logaritmo in base 10 dell'attività, perciò il cambio di segno del risultato, quindi moltiplicazione per -1.
Per le proprietà dei logaritmi, ovviamente, si ottiene lo stesso risultato anche calcolando il logaritmo del reciproco dell'attività degli ioni ossonio.
Il pH di soluzioni acquose assume valori compresi fra 0, cioè massima acidità convenzionalmente, e 14 cioè di massima basicità.
In soluzioni non acquose comunque, il pH potrà assumere valori anche molto diversi del range 0-14: una soluzione per esempio di oleum, cioè acido solforico concentrato saturato con triossido di zolfo, ha un pH di -13. Valori inferiori a 0 e maggiori di 14 sono naturalmente possibili, però sono indicativi di soluzioni assolutamente acide, oppure rispettivamente basiche, che corrispondono a valori che rendono difficile in modo sperimentale la misura elettrochimica e comportano, deviazioni significative dall'idealità. Al valore intermedio di 7 corrisponderà la condizione di neutralità, tipica dell'acqua pura a 25 °C. In questo tutorial, vi andremo ad illustrare, come calcolare il pH relativo ad una idrolisi salina. Buona lettura e buono studio!

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Ora vi faremo un esempio prendendo in considerazione un sale che è formato da acido forte e debole, come l'acetato di sodio (CH3COONa), che ha concentrazione Cs=0,1M, calcolando il pH relativo a tale soluzione.
Questi due ioni così prodotti, ci sono in quantità stechiometricamente uguali a quelle del reagente, e cioè hanno concentrazione 0,1 M. Dobbiamo precisare prima di tutto, che un sale di qualsiasi tipo messo dentro all'acqua si scinde nei propri ioni completamente, perciò nel caso vostro avrete ai reagenti CH3COONa, mentre ai prodotti gli ioni CH3COO (-) e Na (più).

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La loro natura è diversa però e vi spieghiamo subito: il catione Na (più) deriva da una forte base dove non subisce idrolisi, però viene solvatato non apportando nessuna variazione di pH alla soluzione. L'anione acetato CH3COO (-) deriva invece da un acido debole, e pertanto potrà essere idrolizzato formando in acqua CH3COOH e OH (-). Questo nuovo equilibrio chimico, è detto di idrolisi basica, perché si forma ai prodotti lo ione OH (-). La costante che disciplina tale equilibrio nuovo è chiamata "costante di idrolisi basica", ed è indicata con la dicitura "Kib".

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Questa costante è formata dal rapporto tra Kw=10^(-14) (mol/L)^2 e Ka=1,8*10^(-5) mol/L che coi numeri è uguale a 5,56*10^(-10) mol/L.
Con tali dati che si hanno a disposizione, sarà molto facile andare a calcolare la quantità di ioni OH (-), mediante la relazione Kib=[OH-]^2/Cs, dove [OH-]=%u221AKib*Cs= 7,46*10^(-6) mol/L. A tal punto sarà sufficiente fare il meno logaritmo di tale quantità, in modo da conoscere il valore di pOH che risulta uguale a 5,13. Tramite la relazione pH più pOH =14 per sostituzione otterrete pH=8,87.

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