Come calcolare la solubilità sapendo il pH

La "solubilità" di una sostanza equivale alla quantità di soluto che possiamo disciogliere all'interno di un solvente, al fine di ottenere una soluzione satura. Questo valore, tuttavia, dipende strettamente da altre variabili, quali temperatura, pressione e pH. In questa guida vedremo nello specifico come calcolare la solubilità di un soluto sapendo il pH della soluzione. Per riuscire nell'impresa faremo un esempio pratico ed introdurremo i concetti di "prodotto di solubilità" e "dissoluzione". Lo studio della chimica può essere complesso e per una buona riuscita di qualsiasi esercizio, si deve fare in modo di trovare la giusta concentrazione. Non dimenticatevi, chiaramente, di munirvi di una tavola periodica degli elementi e di calcolatrice scientifica.

• Calcolatrice scientifica
• Libro di chimica
• Tavola periodica degli elementi

Per comprendere meglio come procedere, dobbiamo conoscere le basi. Ipotizziamo di avere un soluto, un sale, la cui formula è M+ A¯. Dobbiamo innanzitutto essere consapevoli del fatto che questo problema non richiede che venga data una concentrazione, poiché conosciamo il pH e sappiamo che la soluzione è satura. Questa informazione sarà sufficiente.
Il prodotto di solubilità sarà dato da:
Ksp = [M+] [A¯]
Quando disperdiamo il nostro sale in acqua, l'anione finisce per reagire e causare una reazione di idrolisi:
A¯ + H2O ? OH¯ + HA
In questa prima fase possiamo notare non soltanto una prima spiegazione di come si dissocia il sale all'interno di un solvente, che per comodità supponiamo essere acqua, ma anche la connessione che questo processo ha con il prodotto di solubilità.

La seconda cosa da fare è calcolare il pOH della soluzione. Ipotizziamo di avere davanti a noi una soluzione satura di idrossido di magnesio o Mg (OH)2 il cui valore di ph è 9,15.
Dalla formula vista precedentemente riusciamo a capire che, in una soluzione Mg (OH)2 satura di si stabilisce il seguente equilibrio:

Mg (OH)2 = Mg2+ + 2 OH¯

Il valore di Ksp sarà dato dunque da:

Ksp = [Mg2+] + [2 OH¯]


Sapendo che pH + pOH = 14 possiamo trovare il valore di pOH come:

pOH = 14 - 9,15 = 4,85

Da questo calcolo troviamo finalmente il valore di OH:

[OH¯] = 10¯pOH = 10¯4,85 = 0.00001412537 M.

La solubilità di molti composti dipende fortemente dal pH della soluzione. Ad esempio, l'anione in molti sali scarsamente solubili è la base coniugata di un acido debole che può diventare protonato in soluzione. Inoltre, la solubilità di semplici composti binari come ossidi e solfuri, entrambi forti, dipende spesso dal pH.

In soluzione acquosa, l'idrossido di magnesio va incontro alla dissoluzione seguente:

Mg (OH)2 = Mg2+ + 2 OH¯

Perciò per ogni mole di Mg (OH)2 si formano una mole di ioni Mg2+ e due moli di ioni OH¯
Procederemo quindi operando una divisione:

Mg2+ = 0.00001412537 / 2 = 0.00000706268 che possiamo scrivere anche come:
7,062 x 10¯5 M

Possiamo quindi trovare il valore di Ksp

Ksp = (7,062 x 10¯5 M) x (1,412 x 10¯4)

Il cui risultato finale sarà facilmente calcolabile.

A causa della reazione descritta nell'equazione, la solubilità prevista di un sale scarsamente solubile è aumentata. Se invece un acido forte viene aggiunto alla soluzione, l'H+ aggiunto reagirà completamente con A- per formare HA. Questa reazione diminuisce, e con essa diminuisce anche la grandezza del prodotto ionico.
Come abbiamo potuto notare, il calcolo della solubilità a partire dal valore di pH non è affatto complesso, richiede giusto qualche attenzione in più.

• Affrontate lo studio in un luogo tranquillo nel quale vi sia facile trovare la giusta concentrazione

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