Un problema de final de capítulo planteado en un libro de texto de 11 grados pide que se analice si una solución de agua de CuSO4 será ácida.
La respuesta estándar es sí, porque " $ \ce {H2SO4}$ es un ácido fuerte, por lo tanto $ \ce {SO_4^2-}$ es una base débil. Como base débil, no será muy difícil agarrar $ \ce {H^+}$ del medio ambiente. Por su parte, $ \ce {Cu^2+}$ atraerá fuertemente $ \ce {OH^-}$ y los protones en general prevalecerán sobre los hidróxidos".
Pero me dijeron en el chat que la verdadera respuesta es más interesante y complicada, por lo que publico esta pregunta con la esperanza de que alguien explique el proceso en profundidad.
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No hay nada complicado en ello. Una sal formada por un ácido fuerte y una base débil hará que la solución sea ácida debido a la hidrólisis.
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@IvanNeretin $\ce{HSO4-}$ no es un ácido fuerte; $\mathrm pK_\mathrm a \approx 2$ .
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Aun así, es lo suficientemente fuerte como para que el resultado general sea ácido.
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@IvanNeretin ¿Conoce la magnitud de la $\ce{Cu^{2+}}\mathrm{-}\ce{OH-}$ ¿constantes de estabilidad de antemano? En general estoy de acuerdo, es probable que sea ácido, pero me pregunto si es algo más cercano de lo que parece en un principio.
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En efecto, la cuestión se reduce a la $\mathrm{p}K_\mathrm{a}$ valor de $\ce{[Cu(H2O)6]^2+}$ que no sé de memoria, pero debería ser mayor que siete. El resto es matemática básica.
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@Jan Wouldn't $\ce{Cu(OH)2}$ ¿también hay que tener en cuenta la precipitación y las formas de hidrólisis superiores? (Podrían resultar insignificantes, sí, pero...)
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@Brian Estoy bastante seguro de que se pueden despreciar en la primera aproximación (y posiblemente incluso en la segunda) debido a la significativamente mayor $\mathrm{p}K_\mathrm{a}$ valor de $\ce{[Cu(OH)(H2O)5]+}$ . Pero, como he aprendido de los complejos de aluminio, puede haber una química fascinante en ellos.
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@Jan Exactamente por eso estoy presionando el tema. Podría ser tan aburrido como tú e Iván han expuesto. Pero, podría no serlo. Tengo algo de literatura con la que juguetear -- probablemente publicaré una respuesta de cualquier manera en algún momento.
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@Jan Tienes razón, es bastante aburrido. Los distintos complejos hidroxilos sólo entran en juego si añades base. La respuesta de DavePhD es prácticamente todo lo que hay que hacer.