Soluzioni tampone e costante di equilibrio

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loreT815

2017-10-28 17:24

Ciao a tutti. Quando ho a che fare con una costante di ionizzazione acida negli esercizi posso scrivere il numeratore invece che come prodotto dei due prodotti, semplicemente come uno dei due prodotti (solitamente H3O) al quadrato. Invece quando ho a che fare con una soluzione tampone quando scrivo Ka non faccio più questo passaggio. 

Se lo facessi otterrei che la concentrazione di ioni H+ sarebbe uguale a quella dello ione in cui si dissocia l'acido con cui creo il tampone, ma ciò mi sembra sbagliato. Dov'è l'errore nel mio ragionamento?

LuiCap

2017-10-28 19:19

L'equilibrio di ionizzazione in acqua di un acido debole HA di concentrazione pari a Ca é:

HA + H2O <--> H3O+ + A-

Ca...../.............0........0

-x...../.............+x.......+x

Ca-x../.............x.........x

da cui:

Ka = [H3O+][A-]/[HA]

Ka/[H3O+] = [A-]/[HA]

Ka = x^2/Ca-x

Trascurando la x come sottraendo al denominatore si ha:

x = [H3O+] = [A-] = radq(Ka·Ca)

Se Ca = 0,1 M e Ka = 10^-6 si ha:

[H3O+] = 3,2·10^-4 mol/L

[A-]/[HA] = 3,2·10^-3

Una soluzione tampone non è altro che una soluzione in cui è già presente all'inizio una concentrazione pari a Cb della sua base debole A-:

HA + H2O <--> H3O+ + A-

Ca...../.............0........Cb

-x...../.............+x.......+x

Ca-x../.............x.........Cb+x

da cui:

Ka = [H3O+][A-]/[HA]

Ka/[H3O+] = [A-]/[HA]

Ka = x(Cb+x)/Ca-x

Trascurando la x come addendo al numeratore e come sottraendo al denominatore si ha:

x = [H3O+] = Ka·Ca/Cb

Se Ca = Cb = 0,1 M e Ka = 10^-6 si ha:

[H3O+] = 10^-6 mol/L

[A-]/[HA] = 1

loreT815

2017-10-29 08:08

Grazie mille, ora ho capito, sei stata gentilissima. :-)