• Varianti (semplificazione scolastica): acido diprotico; acido triprotico
• Problema duale in ambito basico
• Problema inverso

La schematizzazione di questo problema di base sul pH è la seguente

Si noti come al fine di risolvere il problema non ha alcuna importanza sapere il volume della soluzione acquosa in esame.

SOLUZIONE
Un acido forte si dissocia completamente in acqua secondo la reazione generale (se monoprotico)
HA + H₂O => A^- + H₃O⁺
(si noti la freccia singola in reazione) che nel caso in oggetto diviene
HCl + H₂O => Cl^- + H₃O⁺

Emerge che ogni mole di acido libera una mole di ioni H₃O⁺; di conseguenza ogni mole per litro di soluzione di acido libera una mole per litro di ioni H₃O⁺. Il calcolo della concentrazione C_a è molto facile, essendo per un acido monoprotico forte automaticamente nota dalla conoscenza di [H₃O⁺]. La concentrazione degli ioni H₃O⁺ si ricava applicando la formula inversa che discende dalla definizione di pH ossia da questo problema elementare. Si ha allora:
[H₃O⁺] = 10^-pH = 10^-3,20 = 6,31•10^-4 M

Osservazione: quanto detto è valido sotto l'ipotesi che la concentrazione C_a sia tale da poter trascurare l'autoprotolisi dell'acqua.

Varianti con semplificazione scolastica

Acido diprotico
Se la prima protonazione di un acido poliprotico può essere completa (K_a elevatissima), le protonazioni successive hanno comportamento tipico di un acido debole. In ambito scolastico di scuola superiore a volte gli acidi diprotici possono essere trattati per semplicità come acidi forti in tutti gli stadi, anche se il loro comportamento reale è totalmente diverso. Il metodo di soluzione che segue, in cui tutti gli stadi sono assunti forti, è di fatto una brutale semplificazione didattica che, per quanto utile, non corrisponde al reale comportamento dell'acido reale, ma a quello di un suo equivalente del tutto teorico.

Supponendo per semplicità didattica che l'acido sia forte in tutti gli stadi, la sua dissociazione in acqua si presenta come
H₂SO₄ + 2H₂O => SO₄^-- + 2H₃O⁺
oppure (accettando di trattare il vero ione H₃O⁺ in soluzione come semplice H⁺
H₂SO₄ => SO₄^-- + 2H⁺

Emerge che ogni mole di acido libera 2 moli di ioni H₃O⁺; di conseguenza ogni mole per litro di soluzione di acido solforico libera 2 moli per litro di ioni H₃O⁺. Il calcolo di C_a deve tener conto di tale fatto e quindi, una volta calcolata [H₃O⁺] dalla definizione di pH (cfr questo problema elementare) è necessario dividere tale concentrazione per due, in qaunto l'acido è diprotico. Quindi:
[H₃O⁺] = 10^-1,5 = 0,0316 M
C_a = 0,0316/2 = 0,0158 M

Osservazione: il comportamento reale dell'acido solforico è diverso e quindi pure al tecnica per risalire dal pH alla concentrazione C_a in un contesto che approfondisce meglio l'argomento pH!

Acido triprotico
Se la prima protonazione di un acido poliprotico può essere completa (K_a elevatissima), le protonazioni successive hanno comportamento tipico di un acido debole. In ambito scolastico di scuola superiore a volte gli acidi triprotici possono essere trattati per semplicità come acidi forti in tutti gli stadi, anche se il loro comportamento reale è totalmente diverso. Il metodo di soluzione che segue, in cui tutti gli stadi sono assunti forti, è di fatto una brutale semplificazione didattica che, per quanto utile, non corrisponde al reale comportamento dell'acido reale, ma a quello di un suo equivalente del tutto teorico.

Supponendo per semplicità didattica che l'acido sia forte in tutti gli stadi, la sua dissociazione in acqua si presenta come
H₃PO₄ + 3H₂O => PO₄^--- + 3H₃O⁺
oppure (accettando di trattare il vero ione H₃O⁺ in soluzione come semplice H⁺
H₃PO₄ => PO₄^--- + 3H⁺

Emerge che ogni mole di acido libera 3 moli di ioni H₃O⁺; di conseguenza ogni mole per litro di soluzione di acido libera 3 moli per litro di ioni H₃O⁺, cioè il triplo del valore di C_a. Il calcolo di C_a deve tener conto di tale fatto e quindi, una volta calcolata [H₃O⁺] dalla definizione di pH (cfr questo problema elementare) è necessario dividere tale concentrazione per tre, in qaunto l'acido è triprotico. Quindi:
[H₃O⁺] = 10^-2,2 = 6,31•10^-3 M
C_a = 6,31•10^-3/3 = 2,10•10^-3M

Osservazione: il comportamento reale dell'acido fosforico è totalmente diverso! In ambito di studio a livello universitario o in ogni caso con livello teorico più spinto, quanto fatto sopra è errato, poiché è una brutale semplificazione di un problema più complesso.