L'esercizio propone uno dei tanti metodi con cui in laboratorio si può preparare una soluzione tampone: la parziale neutralizzazione di un acido forte con la base coniugata di un acido debole.
Per avere una soluzione tampone a pH 5,5 con CH3COOH e CH3COO- è necessario che:
[CH3COO-]/[CH3COOH] = Ka/[H+] = 1,8·10^-5/10^-5,5 = 5,7
Quando si addiziona CH3COONa ad HCl avviene la seguente reazione completa:
H+ + CH3COO-

CH3COOH
A reazione avvenuta avremo:
[H+] = (0,001 - x) mol/L
[CH3COO-] = 0 mol/L
Perciò:
[CH3COO-]/[CH3COOH] = x / (0,001 - x) = 5,7
Risolvendo
x = [CH3COOH] = 8,5·10^-4 mol/L
Di conseguenza nella soluzione tampone avremo:
[CH3COO-] = Ka · CH3COOH] / [H+] = 1,8·10^-5 · 8,5·10^-4 / 10^-5,5 = 4,8·10^-3 mol/L = [CH3COONa]
m = 4,8·10^-3 mol/L x 82,03 g/mol = 0,40 g/L CH3COONa
Avendo però solo 200 mL di HCl 1,0·10^-3 M, si dovranno addizionare:
0,40 x 0,200 = 0,079 g CH3COONa