Come calcolare il pH di una soluzione tampone

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Difficoltà: media
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Introduzione

In questo articolo vogliamo aiutare tutti i n ostri lettori e lettrici, a capire come poter calcolare il ph di una soluzione tampone. Iniziamo subito con il dire che nella pratica di laboratorio come anche nella didattica scolastica – universitaria ci si trova a dover affrontare vari problemi relativi alle soluzioni tampone. Queste soluzioni permettono di mantenere il pH entro certi limiti per piccole aggiunte di acidi o basi forti. Ad esempio si ha necessità di usare soluzioni tampone nelle determinazioni di molecole biologiche che sono presenti come tali solo in certe condizioni di pH. A riguardo possiamo citare le determinazioni delle proteine, i dosaggi enzimatici e in generale la determinazione di analiti presenti in matrici biologiche come sangue e urine. In questa guida risolveremo un caso pratico di calcolo del pH di una soluzione tampone. Vediamo insieme come fare. Pronti per iniziare? Buon lavoro e buon divertimento a tutti!

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Occorrente

  • nozioni
  • passione
  • conoscenza di base
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La prima cosa che dobbiamo fare è quella di determinare per bene quale sia il pH di una soluzione tampone acetato – acido acetico avente concentrazione di acido Ca=0,1M e concentrazione di sale Cs=0,1M. Come primo passo scriviamo la reazione di dissociazione dell'acido debole CH3COOH che fornisce come prodotti ione acetato (CH3COO-) e Hpiù. Tale reazione, come visto nel caso del calcolo del pH di un acido debole, è disciplinata dalla costante di equilibrio Ka=[Hpiù]^2/Ca.

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Scriviamo ora la reazione di dissociazione del sale acetato sodico (CH3COONa). Tale dissociazione come visto nel caso dell’idrolisi salina fornisce come prodotti ione CH3COO- ed Napiù. Tra questi due ioni solo l'anione acetato apporta un significativo contributo per la determinazione del pH mentre il catione Napiù non fornisce alcun contributo in quanto in soluzione risultato solvatato dalle molecole di acqua presenti.

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Complessivamente abbiamo la situazione relativa allo schema riportato in figura. Con x si è indicata la quantità dissociata di acido acetico calcolabile in base al valore della costante di equilibrio pari a 1,8*10^(-5). Possiamo quindi scrivere l’espressione della costante di equilibrio inserendo opportunamente i dati. Occorre precisare che la quantità x è piccola rispetto alle concentrazioni Cs e Ca=0,1M e pertanto può essere trascurata nell'espressione della costante: Ka=[Hpiù]*Cs/Ca.
Da questa relazione è possibile determinare quindi la concentrazione di Hpiù e conoscere il valore del pH.
Per fare ciò poniamo in questa espressione i valori forniti dalla traccia e otteniamo [Hpiù] = 1,8*10^(-5) mol/L. Applicando il meno logaritmo a tale valore di concentrazione ricaviamo il valore di pH che risulta essere pari a 4,74. Ed ecco che attraverso questa guida semplice e veloce, anche noi saremo finalmente in grado di poter calcolare il ph di una soluzione tampone, nel modo più semplice possibile.

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Consigli

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  • Basta davvero poco e con un pò di pazienza e tanta buona volontà, saremo in grado di realizzare un lavoro davvero unico e molto originale!
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