Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Soluzioni tampone
Negli equilibri di dissociazione in ambiente acquoso posso avere la presenza di diversi acidi e sali e in questo caso la descrizione diventa piรน complicata.Un caso di particolare importanza รจ quello in cui la soluzione acquosa contiene contemporaneamente un acido debole e la sua base coniugata oppure una base debole e il suo acido coniugato.In questo caso ho una soluzione tampone.La caratteristica delle soluzioni tampone รจ che permettono di far variare il pH della soluzioni in maniera limitata a seguito di aggiunte di acidi o basi. Quando aggiungo un acido o una base a una soluzione tampone, il pH varia ma in maniera limitata. Posso definire due tipi di soluzione tampone:
Tampone acido: รจ costituito da un acido debole piรน un suo sale con una base forte. Il sale dellโacido debole contiene quindi la base coniugata dellโacido debole stesso. Es: CH3COOH/CH3COONa.
Tampone basico: รจ costituito da una base debole piรน un suo sale con un acido forte. Il sale della base debole contiene quindi lโacido coniugato della base debole stessa. Es: NH3/NH4Cl.
Consideriamo una soluzione tampone di un acido debole generico HA. Nella soluzione tampone ho la presenza dellโacido debole e anche della sua base coniugata, A-. Lโequilibrio di dissociazione รจ:
๐ป๐ด(๐๐) + ๐ป2๐(๐) โ ๐ด(๐๐)โ + ๐ป3๐(๐๐)
+
La capacitร del tampone di resistere alle aggiunte (limitate) di acido e base รจ dovuta alla presenza contemporanea di acido debole e di base coniugata.Supponiamo di aggiungere H3O+. Lโequilibrio si sposta a sinistra, ma lo spostamento รจ contrastato della presenza, in soluzione, di uno dei reagenti, cioรจ HA.Supponiamo di aggiungere OH-. Lโequilibrio si sposta a sinistra (elimino H3O+), ma lo spostamento รจ contrastato dalla presenza, in soluzione, di uno dei prodotti, cioรจ (A-).Nelle soluzioni tampone ho delle compensazioni interne che tendono a ridurre lโeffetto dellโaggiunta di acidi forti o deboli.
Supponiamo ora di descrivere una soluzione tampone a partire dallโequilibrio di dissociazione scritto precedentemente. La concentrazione iniziale di acido debole รจ [HA]0 mentre quella della base coniugata รจ [A-]0.
Scriviamo ora la costante di equilibrio
๐พ๐ =๐ดโ ๐๐ โ ๐ป3๐
+๐๐
๐ป๐ด ๐๐
Riarrangiando
๐ป3๐+
๐๐ = ๐พ๐ โ๐ป๐ด ๐๐
๐ดโ ๐๐
โ๐ฟ๐๐ ๐ป3๐+
๐๐ = โ๐ฟ๐๐ ๐พ๐ โ๐ป๐ด ๐๐
๐ดโ ๐๐
๐๐ป = ๐๐พ๐ โ ๐ฟ๐๐๐ป๐ด ๐๐
๐ดโ ๐๐โ ๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐
๐ป๐ด ๐๐
๐ดโ ๐๐
Considerato che in un tampone abbiamo, giร presenti in soluzione, sia HA che A-, lโaggiunta di acido o base non cambia moltissimo i loro valori e cambia ancora meno il loro rapporto. Posso quindi concludere che le concentrazione di acido debole e di base coniugata sono sostanzialmente identiche a quelle iniziali:
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐๐ป๐ด 0
๐ดโ 0Equazione di Henderson-Hasselbalch
Nellโequazione di Henderson-Hasselbalch mostra lโeffetto compensativo di acido e base coniugata. Se aggiungo acido al tampone, HA aumenterร ma di poco perchรฉ A- e una base debole, quindi il loro rapporto varia poco. Inoltre, questo รจ legato al pH da un logaritmo, quindi le differenze dovute allโacido aggiunto sono livellate. Questa รจ lโespressione generale per trattare un equilibrio in cui รจ coinvolto un tampone.
Se nel mio tampone ho un rapporto equimolare di acido debole e base coniugata, allora [HA]0 = [A-]0 e
๐๐ป = ๐๐พ๐
Per preparare un tampone possiamo partire dallโacido debole (o dalla base debole) ed aggiungere il sale con la base coniugata (o il sale con lโacido coniugato). Alternativamente, posso partire dallโacido debole e poi aggiungere base forte per formare una quantitร adeguata di base coniugata.
A livello biologico, il sistema rappresentato dallo ione bicarbonato (HCO3-) รจ un tampone molto
sfruttato.
Caratteristiche di un tampone
Capacitร tamponante (o potere tamponante), :misura della capacitร di opporsi a una variazione di pHda parte di una soluzione tampone, allโaggiunta di una certa quantitร di acido forte o base forte
๐ฝ =โ๐๐ป
โ๐ถ๐๐๐ ๐= โ
โ๐๐ป
โ๐ถ๐๐๐๐๐
pH รจla variazione di pH in un liquido di 1 L allโaggiunta di una certa concentrazione di base (Cbase) o acido (Cacido)
Intervallo tamponanteIn generale, un tampone รจ in grado di limitare gli effetti dellโaggiunta di acidi e basi in un intervallo
0.1 <๐ดโ
๐ป๐ด< 10
Questo corrisponde ad un intervallo di pH compreso tra
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐ 0.1 = ๐๐พ๐ โ 1 ๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐ 10 = ๐๐พ๐ + 1
Quindi
๐๐ป = ๐๐พ๐ ยฑ 1
Titolazioni acido-base
Le titolazioni acido-base sono un metodo analitico utilizzato per determinare la
concentrazione ignota di un acido o di una base. Esistono diversi metodi di titolazione per
determinare la concentrazione ignota di un analita, noi ci concentreremo sulle titolazioni
acido-base.
La sostanza incognita di cui devo determinare la concentrazione lo chiamo analita. La
determinazione viene effettuata aggiungendo allโanalita una soluzione di titolante.
Se devo determinare la concentrazione di un acido, allora utilizzo come titolante una base forte. Se devo determinare la concentrazione di una base, allora utilizzo come titolante un acido forte.La titolazione mira ad aggiungere un numero di moli di titolante uguale alle moli di analita. Quando questo accade sono al punto di equivalenza stechiometrico.Conosco il volume dellโanalita di concentrazione incognita, conosco la concentrazione di titolante e misuro il volume di titolante aggiunto, e cosรฌ determino la concentrazione incognita dellโanalita perchรฉ al punto di equivalenza:
๐ถ๐ฅ ๐๐๐๐๐๐ก๐ โ ๐ ๐๐๐๐๐๐ก๐ = ๐ถ ๐ก๐๐ก๐๐๐๐๐ก๐ โ ๐ ๐ก๐๐ก๐๐๐๐๐ก๐
La titolazione acido base si studia riportando su un grafico il pH sullโasse delle Y e il volume di titolante aggiunto sullโasse delle X. Si ottiene una curva sigmoidale.Il pH si puรฒ misurare direttamente con un pH-metro (basato sullโutilizzo di un elettrodo a vetro) oppure se ne possono valutare le variazione con degli indicatori che cambiano colore a seconda del pH della soluzione.
Titolazione di un acido forte
Consideriamo come acido forte lโHCl. Come titolante utilizziamo una base forte, ad esempio NaOH.La titolazione raggiunge il puto di equivalenza quando ho aggiunto tante moli di base quante sono quelle di acido. La reazione complessiva รจ la seguente:
๐ป๐ถ๐(๐๐) + ๐๐๐๐ป(๐๐) โ ๐๐๐ถ๐(๐๐) + ๐ป2๐(๐)
La reazione รจ completamente spostata a destra perchรฉ abbiamo un acido e base forte. Per determinare il pH al punto di equivalenza dobbiamo vedere lโeffetto derivante dalla dissociazione del sale:
๐๐๐ถ๐(๐๐) โ ๐๐(๐๐)+ + ๐ถ๐(๐๐)
โ
Lo ione Na+ รจ lโacido coniugato della base fortissima NaOH, quindi รจ estremamente debole e non ha effetto sul pH. Lo ione Cl- รจ la base coniugata dellโacido fortissimo HCl, quindi รจ una base estremamente debole e non modifica il pH della soluzione.
Allโinizio, il pH รจ acido perchรฉ lโanalita รจ un acido. Il pH al punto di equivalenza sarร quindi 7. La titolazione di un acido forte con una base forte porta ad un pH neutro al punto di equivalenza.
Titolazione di una base forte
In questo caso lโanalita รจ una base forte e utilizzo, come titolante, un acido forte, ad esempio HCl. La curva di titolazione parte da valori basici del pH e scende a seguito delle aggiunte di acido forte. Valgono le stesse considerazioni fatte per la titolazione dellโacido forte.Anche in questo caso, il pH al punto di equivalenza รจ neutro (7).
Titolazione di un acido debole con una base forte
Consideriamo la titolazione di un acido debole come CH3COOH con una base forte come NaOH. La curva di titolazione partirร da valori acidi e avrร il seguente profilo.
Il pH iniziale sarร acido perchรฉ lโanalita รจ un acido debole
Il pH iniziale รจ determinato dalla dissociazione acida dellโacido debole
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป(๐๐) +๐ป2๐(๐) โ ๐ถ๐ป3๐ถ๐๐(๐๐)โ + ๐ป3๐(๐๐)
+
i
f
C0
[CH3COOH]eq [CH3COO-]eq [H3O+]eq
๐พ๐ =๐ถ๐ป3๐ถ๐๐
โ๐๐ โ ๐ป3๐
+๐๐
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป ๐๐
Titolazione di un acido debole con una base forte
Consideriamo la titolazione di un acido debole come CH3COOH con una base forte come NaOH. La curva di titolazione partirร da valori acidi e avrร il seguente profilo.
Determiniamo il valore del pH al punto di equivalenza stechiometrico. Quando ho aggiunto tante moli di base quante sono quelle di acido debole, ho formato il sale dellโacido debole.
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป(๐๐) +๐๐๐๐ป(๐๐) โ ๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐๐(๐๐) + ๐ป2๐(๐)
Lโequilibrio รจ tutto spostato a destra perchรฉ si utilizza una base forte per la titolazione. Allโequivalenza stechiometrica, lโunica specie presente in soluzione รจ il sale CH3COONa perchรฉ acido e base hanno reagito stechiometricamente. Per determinare il pH devo vedere la dissociazione del sale
Il pH iniziale sarร acido perchรฉ lโanalita รจ un acido debole
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐๐(๐๐) โ ๐ถ๐ป3๐ถ๐๐(๐๐)โ + ๐๐(๐๐)
+
La dissociazione del sale รจ completa. Ora devo vedere il contributo degli ioni al pH. Lo ione Na+
non contribuisce a far modificare il pH. Lo ione acetato invece รจ la base coniugata dellโacido debole acido acetico, quindi รจ una base debole e non debolissima. In acqua, lo ione acetato darร origine al seguente equilibrio acido-base:
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐(๐๐)โ +๐ป2๐(๐) โ ๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป(๐๐) + ๐๐ป(๐๐)
โ
Quindi al punto di equivalenza stechiometrico, dal momento che la dissociazione porta alla produzione di OH-, il pH sarร basico. Al punto di equivalenza stechiometrico, il pH di una soluzione di un acido debole รจ basico.
La curva di titolazione presenta unโaltra particolaritร . Per le primissime aggiunte di base forte il pHcambia di abbastanza, ma subito dopo la curva di cambiamento rallenta sensibilmente, cambia ancora ma in maniera piรน limitata.Questo fenomeno รจ dovuto al fatto che quando si รจ titolata una certa quantitร di acido debole, in soluzione si รจ formata una certa quantitร della sua base coniugata. Se il rapporto di concentrazioni tra queste due specie ricade nellโintervallo tamponante, allora ho la formazione di un tampone acido.
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป(๐๐) + ๐๐๐๐ป(๐๐) โถ ๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐๐ ๐๐ + ๐ป2๐(๐)
La reazione รจ la seguente
i C0 x
f C0-x x
Ottengo una soluzione tampone se 0.1 <๐ฅ
๐ถ0 โ ๐ฅ< 10
Consideriamo ora il punto a metร della titolazione, cioรจ il punto di semiequivalenza. In questo caso, ho aggiunto metร delle moli di base rispetto alle moli di acido debole. La reazione in questo punto รจ la seguente:
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป(๐๐) + ๐๐๐๐ป(๐๐) โถ ๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐๐ ๐๐ + ๐ป2๐(๐)
i C0 C0/2
f C0/2 C0/2
Consideriamo lโequazione di Henderson-Hasselbalch
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐๐
๐ถ๐ป3๐ถ๐๐๐ป
Che diventa
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐๐๐๐ข๐๐๐ก๐
๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐ฮค๐ถ0 2
ฮค๐ถ0 2
๐๐ป = ๐๐พ๐
Al punto di semiequivalenza stechiometrica il pH รจ uguale al pKa dellโacido debole.
Titolazione di una base debole con un acido forte
Consideriamo la titolazione di una base debole come NH3 con un acido forte come HCl. La curva di titolazione partirร da valori acidi e avrร il seguente profilo.
Il pH iniziale sarร basico perchรฉ lโanalita รจ una base debole
Il pH iniziale รจ determinato dalla dissociazione basica della base debole
๐๐ป3 (๐๐) +๐ป2๐(๐) โ ๐๐ป4 (๐๐)+ + ๐๐ป(๐๐)
โ
i
f
C0
[NH3]eq [NH4+]eq [OH-]eq
๐พ๐ =๐๐ป4
+๐๐ โ ๐๐ป
โ๐๐
๐๐ป3 ๐๐
Titolazione di una base debole con un acido forte
Consideriamo la titolazione di una base debole come NH3 con un acido forte come HCl. La curva di titolazione partirร da valori acidi e avrร il seguente profilo.
Il pH iniziale sarร basico perchรฉ lโanalita รจ una base debole
Determiniamo il valore del pH al punto di equivalenza stechiometrico. Quando ho aggiunto tante moli di acido quante sono quelle di base debole, ho formato il sale della base debole.
Lโequilibrio รจ tutto spostato a destra perchรฉ si utilizza un acido forte per la titolazione. Allโequivalenza stechiometrica, lโunica specie presente in soluzione รจ il sale NH4Cl perchรฉ acido e base hanno reagito stechiometricamente. Per determinare il pH devo vedere la dissociazione del sale
๐๐ป3 (๐๐) + ๐ป๐ถ๐(๐๐) โถ๐๐ป4๐ถ๐๐๐
La dissociazione del sale รจ completa. Ora devo vedere il contributo degli ioni al pH. Lo ione Cl- non contribuisce a far modificare il pH. Lo ione ammonio invece รจ lโacido coniugato della base debole ammoniaca, quindi รจ un acido debole e non debolissimo. In acqua, lo ione ammonio darร origine al seguente equilibrio acido-base:
๐๐ป4๐ถ๐(๐๐) โถ๐๐ป4 ๐๐+ + ๐ถ๐(๐๐)
โ
๐๐ป4 (๐๐)+ + ๐ป2๐(๐) โ ๐๐ป3 (๐๐) + ๐ป3๐(๐๐)
+
Quindi al punto di equivalenza stechiometrico, dal momento che la dissociazione porta alla produzione di H3O+, il pH sarร acido. Al punto di equivalenza stechiometrico, il pH di una soluzione di una base debole รจ acido.
La curva di titolazione presenta unโaltra particolaritร . Per le primissime aggiunte di acido forte il pHcambia di abbastanza, ma subito dopo la curva di cambiamento rallenta sensibilmente, cambia ancora ma in maniera piรน limitata.Questo fenomeno รจ dovuto al fatto che quando si รจ titolata una certa quantitร di base debole, in soluzione si รจ formata una certa quantitร del suo acido coniugato. Se il rapporto di concentrazioni tra queste due specie ricade nellโintervallo tamponante, allora ho la formazione di un tampone basico.
๐๐ป3 (๐๐) +๐ป๐ถ๐(๐๐) โถ๐๐ป4๐ถ๐(๐๐)
La reazione รจ la seguente
i C0 x
f C0-x x
Ottengo una soluzione tampone se 0.1 <๐ถ0 โ ๐ฅ
๐ฅ< 10
Consideriamo ora il punto a metร della titolazione, cioรจ il punto di semiequivalenza. In questo caso, ho aggiunto metร delle moli di acido rispetto alle moli di base debole. La reazione in questo punto รจ la seguente:
Consideriamo lโequazione di Herderson-Hasselbach
๐๐ป3 (๐๐) +๐ป๐ถ๐(๐๐) โถ๐๐ป4๐ถ๐(๐๐)
i C0 C0/2
f C0/2 C0/2
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐๐๐ป3๐๐ป4๐ถ๐
Che diventa
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐๐๐๐ ๐ ๐๐๐๐๐ข๐๐๐ก๐
๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐
๐๐ป = ๐๐พ๐ + ๐ฟ๐๐ฮค๐ถ0 2
ฮค๐ถ0 2
๐๐ป = ๐๐พ๐
Al punto di semiequivalenza stechiometrica il pH รจ uguale al pKa dellโacido debole, cioรจ dellโacido coniugato della base debole, in questo caso NH4
+.Se voglio conoscere il pKb della base debole devo fare una operazione ulteriore
๐๐พ๐ = 14 โ ๐๐พ๐
Titolazione di un acido poliprotico
Consideriamo un acido diprotico come lโacido carbonico, H2CO3. Eseguiamone la titolazione utilizzando una base forte come NaOH. La curva che ottengo รจ la seguente
Posso notare che:1) Il pH iniziale รจ acido dal momento che lโanalita รจ un acido debole.2) Ci sono due punti di equivalenza stechiometrica. Questo perchรฉ lโacido carbonico ha due protoni
che sono titolabili, quindi per titolare entrambi i protoni acidi dovrร usare il doppio delle moli di base
Il pH iniziale della soluzione si determina dalla prima dissociazione acida dellโacido debole
๐ป2๐ถ๐3 (๐๐) + ๐ป2๐(๐) โ ๐ป๐ถ๐3 (๐๐)โ + ๐ป3๐(๐๐)
+
i
f
C0
[H2CO3]eq [HCO3-]eq [H3O+]eq ๐พ๐1 =
๐ป๐ถ๐3โ
๐๐ โ ๐ป3๐+
๐๐
๐ป2๐ถ๐3 ๐๐
Al primo punto di equivalenza, ho aggiunto tante moli di base forte quante solo le moli di acido debole. Quindi ho titolato completamente il primo dei due protoni dellโacido carbonico. La reazione รจ la seguente:
๐ป2๐ถ๐3 (๐๐) + ๐๐๐๐ป(๐๐) โ ๐๐๐ป๐ถ๐3 (๐๐) + ๐ป2๐(๐)
La reazione รจ completamente spostata a destra dal momento che si utilizza una base forte. Al I punto di equivalenza stechiometrica, abbiamo aggiunto tante moli di base quante sono le moli di acido, quindi lโunica specie presente in soluzione รจ NaHCO3.Per valutare lโeffetto sul pH della soluzione, devo considerare la dissociazione del sale (binario) e vedere lโeffetto degli ioni che si ottengono.
๐๐๐ป๐ถ๐3 (๐๐) โ ๐๐(๐๐)+ + ๐ป๐ถ๐3 (๐๐)
โ
Lo ione Na+ non contribuisce alla variazione del pH della soluzione. Lo ione bicarbonato, invece, puรฒ comportarsi sia da acido che da base:
๐ป๐ถ๐3 (๐๐)โ +๐ป2๐(๐) โ ๐ถ๐3 (๐๐)
2+ + ๐ป3๐(๐๐)+ ๐พ๐2 =
๐ถ๐32โ
๐๐ โ ๐ป3๐+
๐๐
๐ป๐ถ๐3โ
๐๐
๐ป๐ถ๐3 (๐๐)โ + ๐ป2๐(๐) โ ๐ป2๐ถ๐3 (๐๐) + ๐๐ป(๐๐)
โ ๐พ๐1 =๐พ๐๐พ๐1
=๐ป2๐ถ๐3 ๐๐ โ ๐๐ป
โ๐๐
๐ป๐ถ๐3โ
๐๐
Lo ione bicarbonato รจ quindi una specie a carattere anfiprotico. Il pH del I pinto di equivalenza stechiometrica sarร :
๐๐ป =1
2โ ๐๐พ๐1 + ๐๐พ๐2
Dove pKa1 รจ relativo allโequilibrio che dallโacido porta alla specie anfiprotica mentre pKa2 รจ relativa allโequilibrio che dalla species anfiprotica porta alla dissociazione di un ulteriore protone
๐ป2๐ถ๐3 (๐๐) โ ๐ป๐ถ๐3 (๐๐)โ โ ๐ถ๐3 (๐๐)
2+
๐๐พ๐1 ๐๐พ๐2
Al secondo punto di equivalenza stechiometrica, ho aggiunto una ulteriore numero di moli di base pari alle moli di acido iniziale. La reazione che avviene รจ la seguente:
๐๐๐ป๐ถ๐3 (๐๐) + ๐๐๐๐ป(๐๐) โ ๐๐2๐ถ๐3 (๐๐) + ๐ป2๐(๐)
Al secondo punto di equivalenza, lโunica specie presente รจ il sale Na2CO3 (carbonato di sodio). Il pHdella soluzione viene deterinato dallโeffetto degli ioni che si ottengono dopo dissociazione (completa) del sale:
๐๐2๐ถ๐3 (๐๐) โ 2 ๐๐(๐๐)+ + ๐ถ๐3 (๐๐)
2โ
Lo ione Na+ non contribuisce a far variare il pH. Lo ione CO32- รจ la base coniugata della specie
anfiprotica HCO3-, quindi si comporta da base. Il pH รจ determinato dalla dissociazione acido-base dello
ione carbonato in acqua:
๐ถ๐3 (๐๐)2โ + ๐ป2๐(๐) โ ๐ป๐ถ๐3 (๐๐)
โ + ๐๐ป(๐๐)โ ๐พ๐2 =
๐พ๐๐พ๐2
=๐ป๐ถ๐3
โ๐๐ โ ๐๐ป
โ๐๐
๐ถ๐32โ
๐๐
Il pH al secondo punto di equivalenza รจ quindi basico.
La curva di titolazione dellโacido carbonico presenta inoltre due zone tampone.La prima si realizza dalla copresenza di H2CO3 (acido debole) e HCO3
- (base coniugata) in un rapporto approssimativo di:
0.1 <๐ป๐ถ๐3
โ
๐ป2๐ถ๐3< 10
La seconda zona tampone si realizza, oltre in primo punto di equivalenza, per la copresenza di HCO3-
(acido debole) e CO32- (base coniugata) in un rapporto approssimativo di:
0.1 <๐ถ๐3
2โ
๐ป๐ถ๐3โ < 10
Al primo punto di semiequivalenza, ho aggiunto metร delle moli di base forte rispetto alle moli di acido carbonico (diprotico). Le reazione che avviene in soluzione รจ la seguente:
๐ป2๐ถ๐3 (๐๐) +๐๐๐๐ป(๐๐) โถ๐๐๐ป๐ถ๐3 ๐๐ + ๐ป2๐(๐)
i) C0 C0/2
f) C0/2 C0/2
Acido debole e base coniugata sono in concentrazioni uguali. Applicando lโequazione di Henderson-Hasselbalch
๐๐ป = ๐๐พ๐1 + ๐ฟ๐๐๐๐๐ป๐ถ๐3๐ป2๐ถ๐3
= ๐๐พ๐1 + ๐ฟ๐๐๐ถ0/2
๐ถ0/2
๐๐ป = ๐๐พ๐1
Al primo punto di semiequivalenza il pH รจ uguale al logaritmo in base 10 cambiato di segno della prima costante di dissociazione dellโacido carbonico.Vediamo ora al secondo punto di semiequivalenza. In questo caso ho aggiunto 1.5 volte le moli di base forte rispetto alle moli di acido debole. Le reazioni che sono avvenute in soluzione sono le seguenti:
๐ป2๐ถ๐3 (๐๐) + ๐๐๐๐ป(๐๐) โถ๐๐๐ป๐ถ๐3 (๐๐) + ๐ป2๐(๐)i) C0 1.5 C0
f) - 0.5 C0 C0
๐๐๐ป๐ถ๐3 (๐๐) +๐๐๐๐ป(๐๐) โถ๐๐2๐ถ๐3 ๐๐ + ๐ป2๐(๐)
i)
f)
C0 0.5 C0
0.5 C0 0.5 C0
Applichiamo la legge di Henderson-Hasselbach al secondo punto di semiequivalenza:
๐๐ป = ๐๐พ๐2 + ๐ฟ๐๐๐๐2๐ถ๐3๐๐๐ป๐ถ๐3
= ๐๐พ๐2 + ๐ฟ๐๐0.5 ๐ถ00.5 ๐ถ0
๐๐ป = ๐๐พ๐2
Al secondo punto di semiequivalenza, il pH รจ uguale al logaritmo in base 10 cambiato di segno della seconda costante di dissociazione.
Se considero lโacido fosforico, avrร tre punti di equivalenza e le specie presenti saranno le seguenti
I punto di equivalenza:๐๐๐ป2๐๐4 (๐๐)
Sodio diidrogeno fosfato
anfiprotico ๐๐ป =1
2โ ๐๐พ๐1 + ๐๐พ๐2
II punto di equivalenza:๐๐2๐ป๐๐4 (๐๐)
Disodio idrogeno fosfato
anfiprotico ๐๐ป =1
2โ ๐๐พ๐2 + ๐๐พ๐3
II punto di equivalenza:๐๐3๐๐4 (๐๐)
Sodio fosfato
base ๐พ๐3 =๐พ๐๐พ๐3
=๐ป๐๐4
2โ๐๐ โ ๐๐ป
โ๐๐
๐ถ๐32โ
๐๐
Se considero la titolazione dellโacido fosforico, ho la formazione di 3 zone tampone:
I zona tampone ๐ป3๐๐4/๐๐๐ป2๐๐4
II zona tampone ๐๐๐ป2๐๐4/๐๐2๐ป๐๐4
III zona tampone ๐๐2๐ป๐๐4/๐๐3๐๐4
Consideriamo i punti di semiequivalenza
I punto di semiequivalenza ๐๐ป = ๐๐พ๐1
II punto di semiequivalenza ๐๐ป = ๐๐พ๐2
III punto di semiequivalenza ๐๐ป = ๐๐พ๐3
Con un approccio simile posso trattare la titolazione di una bse poliprotica (Na2CO3; Na3PO4)