Quale scelta sarebbe una buona soluzione tampone?

a) HCN 0,2 M e KCN 0,1 M

b) HCl 0,2 M e KOH 0,1 M

c) CH3CO2H 0,2 M e HCO2H 0,1 M

d) HCl 0,1 M e KCl 0,01 M

Mi piacerebbe essere guidata nella risoluzione, o meglio ancora che venisse confermato, invalidato ed eventualmente integrato il ragionamento che mi ha portato a individuare la risposta a) come alternativa corretta. 

La d) l'ho esclusa perché ho spesso letto che è necessario che le specie in una soluzione tampone debbano avere una concentrazione simile e 0,010 sta 10 volte nel 0,1. La c) va esclusa perché si tratta di una soluzione acido acetico-acido formico. La b) perché non si tratta di una soluzione acido-base coniugata dal momento che HCl è la formula che rappresenta l'acido cloridrico e KOH quella del prodotto d'idratazione dell'ossido di potassio.

Ma la domanda qual è???

LuiCap ha scritto:

Ma la domanda qual è???

In effetti mi sono un po' persa nel preambolo.. Ricapitolando, l'esercizio mi chiedeva di scegliere tra quattro alternative quale rappresentasse una buona soluzione tampone. Le alternative erano: 

a) HCN 0,2 M e KCN 0,1 M 

b) HCl 0,2 M e KOH 0,1 M 

c) CH3CO2H 0,2 M e HCO2H 0,1 M 

d) HCl 0,1 M e KCl 0,01 M

Ho scelto la a), che risulta essere la risposta corretta anche rispetto a quanto indicato dal testo. Ho seguito il ragionamento che ho parafrasato prima: "la d) l'ho esclusa perché ho spesso letto che è necessario che le specie in una soluzione tampone debbano avere una concentrazione simile e 0,010 sta 10 volte nel 0,1. La c) va esclusa perché si tratta di una soluzione acido acetico-acido formico. La b) perché non si tratta di una soluzione acido-base coniugata dal momento che HCl è la formula che rappresenta l'acido cloridrico e KOH quella del prodotto d'idratazione dell'ossido di potassio". Vorrei sapere se le informazioni tramite cui sono arrivata a scegliere la risposta sono corrette. Sto studiando in autonomia per cui non escludo di aver detto qualche castroneria o interpretato nel modo sbagliato una qualche frase di teoria dal testo.

Una soluzione tampone è costituita da una coppia acido-base coniugata proveniente da due specie chimiche diverse; una coppia acido-base coniugate è formata da due specie chimiche che differiscono tra loro di un solo ione H+.

Tale soluzione possiede un determinato pH che dipende dalla Ka o dalla Kb dell'acido o della base coniugata e dal rapporto delle concentrazioni delle due specie; essa è in grado di limitare, entro un intervallo molto ristretto, le variazioni di pH quando vengono aggiunte quantità limitate di acidi e basi forti.

Nei casi invece in cui entrambe le specie della coppia coniugata sono fornite dallo stesso acido o dalla stessa base, il pH della soluzione varia sensibilmente anche per piccole aggiunte di acidi o basi forti.

a) HCN 0,2 M e KCN 0,1 M

È formata da una soluzione acquosa di cianuro di potassio, KCN, un sale completamente ionizzato in soluzione acquosa:

KCN --> K+ + CN-

e da una soluzione di acido cianidrico, HCN, un acido debole parzialmente dissociato nei suoi ioni:

HCN <--> H+ + CN-

Lo ione cianuro, CN-, è la base coniugata dell'acido debole acido cianidrico, HCN.

La presenza della coppia acido-base coniugata all'interno dello stesso volume fa di questa soluzione una soluzione tampone.

b) HCl 0,2 M e KOH 0,1 M

È formata da due soluzioni acquose di due elettroliti forti, l'acido cloridrico e l'idrossido di sodio, completamente dissociati in soluzione acquosa, che reagiscono tra loro formando l'elettrolita debole acqua:

H+ + Cl- + Na+ + OH- <--> Na+ + Cl- + H2O

Gli ioni sodio Na+ e cloruro Cl- non reagiscono con l'acqua, perciò questa soluzione non è una soluzione tampone.

c) CH3CO2H 0,2 M e HCO2H 0,1 M

È formata da due soluzioni acquose di due acidi deboli, l'acido acetico e l'acido formico, che in soluzione acquosa sono entrambi parzialmente dissociati:

CH3COOH <-- H+ + CH3COO-

HCOOH <--> H+ + HCOO-

Non essendo presente una coppia coniugata acido-base, questa soluzione non è una soluzione tampone.

d) HCl 0,1 M e KCl 0,01 M

È formata da una soluzione acquosa di cloruro di potassio, KCl, un sale completamente ionizzato in soluzione acquosa:

KCl --> K+ + Cl-

e da una soluzione di acido cloridrico, HCl, un acido forte completamente dissociato nei suoi ioni:

HCl --> H+ + Cl-

Lo ione cloruro, Cl-, è la base coniugata dell'acido acido cloridrico, HCl.

È presente una coppia coniugata acido-base, però la soluzione della base coniugata Cl- è 10 volte più diluita di quella dell'acido, perciò questa soluzione esplica un'attività tampone estremamente limitata.