diidrogeno fosfato H2PO4-: calcolo del pH

Il diidrogeno fosfato H₂PO₄^–  è un anione derivante dalla dissociazione di un sale come, ad esempio, il diidrogenofosfato di sodio

Si supponga di voler calcolare il pH di una soluzione acquosa di NaH₂PO₄ avente concentrazione 0.100 M sapendo che K_a1= 7.1 ∙ 10^-3; K_a2 = 6.3 ∙ 10^-8; K_a3 = 4.5 ∙ 10^-13

Si può assumere che il fosfato biacido di sodio si dissoci completamente:

NaH₂PO₄ → Na⁺ + H₂PO₄^–

Pertanto a seguito della dissociazione del sale la concentrazione del  diidrogenofosfato è pari a 0.100 M

Equilibri

Lo ione H₂PO₄^– in presenza di acqua può comportarsi da acido secondo l’equilibrio

H₂PO₄^– + H₂O ⇌ HPO₄^2- + H₃O⁺  

Regolato dalla K_a2

o può comportarsi da base secondo l’equilibrio

H₂PO₄^– + H₂O ⇌ H₃PO₄ + OH^–

Costante di idrolisi

Regolato dalla costante di idrolisi che si può dimostrare essere pari a

K = K_w/Ka₁ = 10^-14/7.1 ∙ 10^-3 =1.4 ∙ 10^-12

Stante la diversità nell’ordine di grandezza tra le due costanti si può ritenere che il fosfato biacido si comporti da acido monoprotico.

Costruiamo una I.C.E. chart:

K_a2 = 6.3 ∙ 10^-8 = [HPO₄^2-][ H₃O⁺]/[ H₂PO₄^–] = (x)(x)/0.100-x

Da cui x = [H₃O⁺] = 7.9 ∙ 10^-5 M

pH = – log 7.9 ∙ 10^-5 = 4.1