esercizio tampone con aggiunta di acido o base

Una soluzione tampone con volume 200 mL è composta da CH3COOH e CH3COONa entrambi a concentrazione 0.100 M. 

Determinare di quanto varia il suo pH nei seguenti casi:

a) vengono aggiunti 10.0 mL di una soluzione HCl 0.200 M.

b) vengono aggiunti 20.0 mL di una soluzione di NaOH 0.300 M.

pKa per CH3COOH = 4.74.

CH3COOH/CH3COO^-

pH= 4.74

b) 

Moli CH3COOH= 0.100 m * 0.200 L= 0.0200 moli + 0.0020 moli= 0.022 moli

Moli CH3COO^-= 0.100 M * 0.200 L= 0.0200 moli

Moli HCl= 0.200 M * 0.010 L= 0.0020 moli

Volume totale= 0.210 L

M CH3COOH= 0.022 moli/0.21 L= 0.105 mol/L

M CH3COO^-= 0.0200 moli/0.21L= 0.0952 mol/L

pH= 4.74 + log(0.0952M/0.0105M)= 4.70

delta pH= 0.04

c)

Moli CH3COOH= 0.0200 moli

Moli CH3COO^-= 0.0200 mol + 0.0060 mol= 0.026 mol

Moli NaOH= 0.020 L *0.300 M= 0.0060 moli

Molarità CH3COOH= 0.0909 M

Molarità CH3COO^-= 0.118 M

Volume totale= 0.22 L

pH= 4.85

deltapH= 0.11

Corretto? Grazie

Solo il punto a) è corretto.

Se l'acido e la sua base coniugata hanno la stessa molarità e il volume totale di soluzione tampone è di 200 mL, significa che il volume di ciascuna soluzione è di 100 mL.

Dopo l'aggiunta dell'HCl, abbiamo:

n HCl = n H+ = 0,200 mol/L · 0,0100 L = 0,00200 mol

n CH3COOH = 0,100 mol/L · 0,100 L + 0,00200 = 0,0120 mol

n CH3COO- = 0,100 mol/L · 0,100 L - 0,00200 = 0,00800 mol

CH3COO- + H+ --> CH3COOH

0,0100.....0,00200...0,0100

-0,00200..-0,00200..+0,00200

0,00800......0...........0,0120

CH3COOH + H2O <--> CH3COO- + H3O+

0,0120.........../............0,00800.......0

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

0,0120-x......../.............0,00800+x....x

Trascurando la x come termine additivo e sottrattivo si ha:

[H3O+] = 10^-4,74 · (0,0120 mol/0,210 L) / (0,00800 mol/0,210 L) = 2,73·10^-5 mol/L

pH = 4,56

deltapH = 4,56 - 4,74 = -0,18

La correzione del punto c) la lascio a te.

non capisco perchè si ha 100 mL di soluzione e non 200 mL

Si hanno:

- 100 mL di CH3COOH 0,100 M

- e 100 mL di Ch3COONa 0,100 M

che in totale fanno 200 mL di soluzione tampone.

CH3COOH= 0.0100 moli

CH3COO^-= 0.0100 moli

NaOH= 0.006 moli

CH3COOH= 0.0100 mol - 0.006 mol= 0.004 moli

CH3COO^-= 0.0100 mol + 0.0060 moli= 0.0160 moli

Volume totale= 0.22 L

Molarità CH3COOH= 0.004 mol/0.22L= 0.018M

Molarità CH3COO^-= 0.016 moli/ 0.22L=0.073M

pH= 4.74+log(0.073/0.018)= 5.35

deltapH= 0.61

corretto? grazie

Corretto!!!

Però con i calcoli non arrotondati risulta:

pH = 5,34

deltapH = 0,60

ok grazie e scusate il disturbo