Preparazione di una soluzione tampone a pH 7

La preparazione di una soluzione tampone a un valore di pH intorno alla neutralità richiede un acido debole il cui valore di pKa sia intorno a 7.

Si può pertanto utilizzare una soluzione contenente H2PO4 e una contenente la sua base coniugata HPO42- tenendo conto del fatto che la costante Ka2 relativa all’equilibrio
H2PO4 + H2O ⇌ HPO42- + H3O+
È pari a 6.3 ∙ 10-8 e pertanto pKa2 vale 7.2

La preparazione di  una soluzione il cui valore di pH sia pari a 7.0 può essere fatta considerando l’equazione di Henderson-Hasselbach si ha:

pH = pKa2 + log [HPO42-] /[H2PO4]

Sostituendo i valori si ha:
7.0 = 7.2 + log [HPO42] /[H2PO4]
Ovvero – 0.2 = log [HPO42-]/[H2PO4]
10-0.2 = 0.63 = [HPO42-] /[H2PO4]   (1)

Si possono quindi utilizzare pari volumi di una soluzione di Na2HPO4 0.63 M e di una soluzione di NaH2PO4 1.0 M.

Preparazione di una soluzione a pH 7 e a concentrazione nota

pHmetro
pHmetro

Tuttavia spesso si necessita di una soluzione tampone a una determinata concentrazione. Supponiamo che la concentrazione richiesta sia pari a 1.0 M.

Poiché [HPO42-] +[H2PO4] = 1.0 si ha che
[H2PO4] = 1.0 – [HPO42-]

Sostituendo tale valore nella (1) si ha:
0.63 = [HPO42-]/ 1.0 – [HPO42-]
Ovvero 0.63 – 0.63 [HPO42-] = [HPO42-]
0.63 = 1.63 [HPO42-]
Ovvero [HPO42-] = 0.63/1.63 = 0.39 M e conseguentemente [H2PO4] = 1.0 – 0.39 = 0.61 M

Pertanto si utilizzeranno pari volumi di una soluzione di HPO42-  0.39 M e di una soluzione di H2PO4 0.61 M

Dopo aver verificato il valore di pH ottenuto con un pHmetro aggiungendo H3PO4 ovvero NaOH nel caso che il pH risultasse rispettivamente più basico o più acido.

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