Calcolo del pH mescolando tre composti
Salve, non riesco a capire come risolvere un esercizio di questo tipo:
calcolare il pH di una soluzione acquosa ottenuta mescolando HCl 0,5M 200 ml, NaOH 0,25 M 100ml e acido acetico (quindi CH3COOH) 1M 300 ml.

fin'ora tutti gli esercizi che ho incontrato, mi proponevano la miscelazione di due sostanze. Quindi sarei andato a trovare numero moli di entrambi, sommate e quindi trovando numero moli totali, ed infine a seconda se si tratta di ione H+ o ione OH- andavo calcolandomi la loro concentrazione (sfruttando un volume che qui neanche ho) e trovavo il ph.
Qui invece non ho proprio idea.
l'unica cosa che ho fatto è stato calcolarmi numero moli di tutti i composti, ma niente più.
Se qualcuno mi sa illuminare vi ringrazio!
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Dapprima tutte le moli di NaOH reagiscono con l'HCl secondo la seguente reazione:

H+ + OH- --> H2O
0,100..0,0250..../
-0,0250..-0,0250../
0,0750.....0......../

Il volume totale della soluzione è 0,600 mL.
Le nuove molarità dell'HCl e del CH3COOH sono:

M HCl = 0,0750 mol / 0,600 L = 0,125 mol/L
M CH3COOH = 0,300 mol / 0,600 L = 0,500 mol/L

La presenza dell'acido forte H+ fa retrocedere l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole secondo il seguente equilibrio:

CH3COOH <==> CH3COO- + H+
0,500...................0.............0,125
-x........................+x............+x
0,500-x.................x.............0,125+x

Ka = 1,8·10^-5 · (0,125x + x^2) / (0,500-x)
x^2 + 0,125x - 9,00·10^-6 = 0
x = [H+] da CH3COOH = 7,19·10^-5 mol/L
[H+] totale = [H+] da HCl + [H+] da CH3COOH
[H+] totale = 0,125 + 7,19·10^-5 = 0,125 mol/L
Questo significa che il contributo degli H+ derivanti dall'acido debole è del tutto trascurabile, quindi il pH è dovuto al solo acido forte.
pH = 0,90
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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narrow
(2021-07-21, 14:10)LuiCap Ha scritto: Dapprima tutte le moli di NaOH reagiscono con l'HCl secondo la seguente reazione:

H+ + OH- --> H2O
0,100..0,0250..../
-0,0250..-0,0250../
0,0750.....0......../

Il volume totale della soluzione è 0,600 mL.
Le nuove molarità dell'HCl e del CH3COOH sono:

M HCl = 0,0750 mol / 0,600 L = 0,125 mol/L
M CH3COOH = 0,300 mol / 0,600 L = 0,500 mol/L

La presenza dell'acido forte H+ fa retrocedere l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole secondo il seguente equilibrio:

CH3COOH <==> CH3COO- + H+
0,500...................0.............0,125
-x........................+x............+x
0,500-x.................x.............0,125+x

Ka = 1,8·10^-5 · (0,125x + x^2) / (0,500-x)
x^2 + 0,125x - 9,00·10^-6 = 0
x = [H+] da CH3COOH = 7,19·10^-5 mol/L
[H+] totale = [H+] da HCl + [H+] da CH3COOH
[H+] totale = 0,125 + 7,19·10^-5 = 0,125 mol/L
Questo significa che il contributo degli H+ derivanti dall'acido debole è del tutto trascurabile, quindi il pH è dovuto al solo acido forte.
pH = 0,90

quindi alla fine NaOH non mi serve al fine della risoluzione?
grazie infinite
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Ti serve eccome, per calcolare le moli di HCl che rimangono dopo reazione.
Ciao
Luisa

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(2021-07-21, 14:37)LuiCap Ha scritto: Ti serve eccome, per calcolare le moli di HCl che rimangono dopo reazione.

NaOH invece a cosa mi serve?
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Te l'ho scritto!!!
Non è un semplice mescolamento di soluzioni, ma l'acido forte HCl reagisce con la base forte.

n HCl = n H+ = 0,5 mol/L · 0,200 L = 0,100 mol
n NaOH = n OH- = 0,25 mol/L · 0,100 L = 0,0250 mol
n CH3COOH = 1 mol/L · 0,300 L = 0,300 mol

HCl e NaOH reagiscono tra loro:

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

L'OH- è il reagente limitante e si consuma completamente e rimane un eccesso di H+ pari a 0,0750 mol.

Restano quindi 0,600 mL di soluzione formata da:
- 0,0750 mol HCl, M = 0,125 mol/L
- 0,300 mol CH3COOH, M = 0,500 mol/L
che determinano il pH della soluzione.
Gli ioni Na+ e Cl- non influiscono sul pH.
Ciao
Luisa

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