calcolare pH di una soluzione

Io e un mio collega abbiamo svolto questo problema. Lui l'ha risolto in questo modo ma non è sicuro. Potete dirmi se è giusto e spiegaqre il ragionamento. Grazie

Ad 1 L di H2O vengono aggiunti 0,1 mol di NaCO3, 0,2 mol di KHCO3 e 0,05 g di KOH. Calcolare il pH della soluzione.

Si tratta di una miscela alcalina nella quale però sono presenti due composti non compatibili fra loro.

Infatti la base forte KOH reagisce con la base debole KHCO3 secondo la reazione:

KOH + KHCO3 --> K2CO3 + H2O

n KOH = 0,05 g / 56,11 g/mol = 8,91·10^-4 mol, è il reagente limitante

KOH + KHCO3 --> K2CO3 + H2O

8,91·10^-4...0,2........0........../

-8,91·10^-4...-8,91·10^-4...+8,91·10^-4.../

0..........0,199.........8,91·10^-4..../

n totali CO3(2-) = 0,1 + 8,91·10^-4 = 0,1009 mol

n rimaste HCO3- = 0,199 mol

Si tratta di una soluzione formata dall'acido debole HCO3- e dalla sua base coniugata CO3(2-), cioè una soluzione tampone, in cui sussiste il seguente equilibrio:

HCO3- + H2O <--> CO3(2-) + H3O+

0,199......./...........0,1009.........0

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

0,199-x..../..........0,1009+x......x

Ka2(H2CO3) = [CO3--][H3O+]/[HCO3-]

4,7·10^-11 = x · (0,1009+x) / (0,199-x)

Trascurando la x come termine additivo e sottrattivo si ha:

x = [H3O+] = 9,28·10^-11 mol/L

pH = 10,03

Professoressa ma NaCO3 influenza in qualche modo il problema? Che tipo di sale è?

L'Na2CO3 è il sale derivante dalla completa salificazione dell'acido debole H2CO3:

H2CO3 + 2 NaOH --> Na2CO3 + 2 H2O

ossiacido + idrossido --> sale ternario + acqua

Essendo, come tutti i sali, un elettrolita forte, è completamente dissociato in soluzione acquosa:

Na2CO3(aq) --> 2 Na+ + CO3(2-)

Mi accorgo ora che nel testo dell'esercizio hai scritto NaCO3, che non esiste; è sicuramente Na2CO3.

Nella miscela iniziale sono presenti 0,1 moli di Na2CO3 che produce in soluzione 0,1 moli di CO3(2-); inoltre si formano 8,91·10^-4 moli di K2CO3, che produce in soluzione 8,91·10^-4 moli di CO3(2-).

Quindi in 1 L di soluzione sono presenti:

M CO3(2-) = 0,1 + 8,91·10^-4 = 0,1009 mol/L