Diluizione con pH e reazione acido/base

[FabrizioM]

Trovare a quale volume bisogna portare 30 ml di una soluzione 0.09 M di acido acetico (Ka = 1,8 x 10^-5 ) per avere pH = 3,5. Stabilire inoltre quanti grammi di NaOH è necessario aggiungere alla soluzione risultante per ottenere pH = 4,88.

Per questo esercizio io applico la relazione delle diluizioni, M1V1=M2V2. Ho tutto, tranne M2 che mi calcolo in questo modo.

pH=3,5    [H3O+]=10^-3,5    mol/l


[CH3COOH]=((10^-3,5)(10^-3,5))/Ka=5,55*10^-3 mol/l

Applico la relazione

V2=(30*0,09)/(5,55*10^-3)=486.48 ml


Per trovare invece i grammi utilizzo questa relazione.

[H+]=(Ka)*(Ca/Cb)

[10^-4,88]=(1,8*10^-5)*((5,55*10^-3)/Cb)

Cb=7,57*10^-3 mol/l

moli=(7,57*10^-3)*(0,486)=3,67*10^-3 mol

gr=(3,67*10^-3)*(40)=0,146 gr

[LuiCap]

La risoluzione è corretta.

Solo una piccolissima cosa: il simbolo del grammo è g, non gr.

[FabrizioM]

Grazie mille come sempre.

[LuiCap]

Mi è venuto un dubbio sulla risoluzione della seconda parte dell'esercizio. Appena posso controllo e ti dico.

[LuiCap]

Il dubbio era reale.
La soluzione corretta della seconda parte è questa perché si deve considerare che quando si addiziona una base forte in difetto ad una soluzione di acido debole la concentrazione molare dell'acido diminuisce e si forma una quantità di base coniugata pari alla base forte aggiunta che reagisce completamente.

Per avere una soluzione tampone a pH 4,88 con CH3COOH e CH3COO- è necessario che:

[CH3COO-]/[CH3COOH] = Ka/[H+] = 1,8·10^-5/10^-4,88 = 1,37

Quando si addiziona NaOH al CH3COOH avviene la seguente reazione completa:

CH3COOH +OH- CH3COO- + H2O

A reazione avvenuta avremo:
[CH3COOH] = (5,55·10^-3 - x) mol/L
[OH-] = 0 mol/L
[CH3COO-] = x mol/L

Perciò:
[CH3COO-]/[CH3COOH] = x / (5,55·10^-3 - x) = 1,37

Risolvendo
x = 3,21·10^-3 mol/L OH-
m = 3,21·10^-3 mol/L x 40 g/mol = 0,128 g/L NaOH

Avendo però solo 486 mL di CH3COOH 5,55·10^-3 M, si dovranno addizionare:
0,128 x 0,486 = 0,0623 g NaOH.

[FabrizioM]

Grazie mille ancora.