Discutere l'effetto del pH sulla solubilità dei solidi ionici.
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Con particolare riferimento all'equilibrio di solubilità del carbonato di calcio (kps=8,7*10^(-9)). Per l'acido carbonico ka1= 4.3*10^(-7)) , ka2= 4.8*10^(-11).



Buonasera a tutti, non riesco proprio a portare avanti tale quesito. Spero qualcuno possa aiutarmi.
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La solubilità del CaCO3 ad un determinato pH si calcola, con buona approssimazione, a partire dal prodotto di solubilità.

Infatti il carbonato di calcio che passa in soluzione, nella misura stabilita dal Kps, si dissocia in Ca++ e CO3-- , ma gli ioni carbonato tendono a reagire con gli ioni H+ per formare lo ione bicarbonato HCO3-, e in misura minore, anche l'acido carbonico H2CO3.

Possiamo alora scrivere che la solubilità molare S del CaCO3 è:

S = [Ca++] = [CO3--] + [HCO3-] + [H2CO3]

dall'espressione del Kps, per avere una concentrazione di Ca++ pari a 0,01 M (valore arbitrario, ma che corrisponde già ad una completa solubilità del sale) si può scrivere:

[CO3--] = 8,7*10^-9/0,01

= 8,7*10^-7

Riprendendo la prima equazione possiamo scrivere che:

[Ca++] = [CO3--] + [HCO3-] (si è eliminata la concentrazione dell'H2CO3 perchè trascurabile)

da cui:

[HCO3-] = 0,01 - [CO3--]



Dall'espressione della Ka2 si ha:

4,8*10^-11 = [H+] [CO3--] / [HCO3-]

che diventa:

4,8*10^-11 = [H+] [CO3--] / 0,01 - [CO3--]

ma [CO3--] abbiamo detto che vale 8,7*10^-7, quindi:

4,8*10^-11 = [H+] * 8,7*10^-7 / 0,01 - (8,7*10^-7)

risolvendo otterremo che:

[H+] = 5,5*10^-7

pH = 6,2

questo è il pH nel quale la solubilità del CaCO3 diventa importante.

Per un calcolo più preciso si sarebbe dovuto tener conto di tutte le reazioni secondarie, ma in linea di massima l'impostazione data ai calcoli è adeguata.





saluti

Mario

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