Esercizio Soluzione Tampone
Salve...ho qualche dubbio su questo esercizio:

Calcolare la quantità di base NaOH da aggiungere a una soluzione 0,3L di un acido H2A 0,01M le cui pka sono:

pka_1 = 1.75
pka_2= 6.00

Per avere una soluzione di pH= 6.2

Ora vorrei sapere quel è il modo di ragionare per risolvere questo esercizio...
Confrontandomi con dei miei compagni e basandosi su altri esempi simili si è giunto al fatto che devo avere un tampone di HA-/A2-- (ovviamente non equimolare )...

Dunque devo aggiungere NaOH in quantità tale neutralizzare H2A in HA- e poi ancora una ulteriore quantità ignota X tale per cui secondo la henderson-hasselbach il logaritmo del rapporto tra l' acido e la base coniugata sommata alla pk_a associata mi dia il valore di pH= 6 ...insomma dovrei ora semplicemente esplicitare i calcoli e non dovrebbe essere difficile.

Ora IL PROBLEMA però è che se non mi fossi basato su un altro esempio simile non so se avrei capito che dovevo ragionare sul tampone HA-/A2-- e dunque aggiungere NaOH tale per cui è neutralizzato COMPLETAMENTE tutto l'H2A in HA-....
Come faccio a sapere A PRIORI che magari quel valore di pH non ce l'ho quando ho in soluzione HA- e una quantità infinitesima di H2A?? (dunque NaOH leggermente inferiore alla quantità molare di H2A)...

Qual è il fattore chiave che mi dovrebbe immediatamente spingere al fatto che quel valore di pH con un acido diprotico come questo ce l'ho solo in presenza del tampone HA-/A-- e non magari quando ho un tampone H2A/A- ( per l'henderson hasselbach con concentrazioni fortemente diverse,visto che la pka1 è di circa 2 e il valore di pH che devo avere è 6...

Grazie in anticipo :-)
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Dalle relazioni per il calcolo del pH di una soluzione tampone risulta che il pH non varia molto per aggiunta di moderate quantità di acidi o basi forti se il rapporto Cb/Ca rimane entro determinati intervalli.
Un acido diprotico può perciò formare due soluzioni tampone:

H2A <==> H+ + HA-
Ka1 = [H+] x [HA-]/[H2A]
Quando [HA-] = [H2A]
Ka1 = [H+] cioè pKa1 = pH = 1,75
Quando [HA-]/[H2A] = 1/10
Ka1 = [H+]/10 cioè pKa1 = pH -1 = 0,75
Quando [HA-]/[H2A] = 10
Ka1 = [H+]x10 cioè pKa1 = pH +1 = 2,75

HA- <==> H+ + A2-
Ka2 = [H+] x [A2-]/[HA-]
Quando [A2-] = [HA-]
Ka2 = [H+] cioè pKa2 = pH = 6,00
Quando [A2-]/[HA-] = 1/10
Ka2 = [H+]/10 cioè pKa2 = pH -1 = 5,00
Quando [A2-]/[HA-] = 10
Ka2 = [H+]x10 cioè pKa2 = pH +1 = 7,00

Quindi l'intervallo utilie di pH di un tampone è pKa ± 1. Al di fuori di questo intervallo non è presente nella soluzione una quantità sufficiente di base debole o di acido debole sufficiente per reagire con un acido forte o con una base forte aggiunti. In altri termini, al di fuori di questo intervallo, il pH del tampone non resta costante per aggiunta di un acido o di una base forti.
Oltre che dal rapporto Cb/Ca, il potere tampone dipende anche dalla sua concentrazione totale, cioè Cb + Ca: quanto più elevate sono le concentrazioni di Cb e di Ca, tanto maggiore è il suo potere tampone.

In conclusione il dato che ti dice quale acido e base coniugata devono essere presenti in un tampone per avere un determinato pH è la pKa dell'acido.
Una soluzione in cui sono presenti H2A e HA- svolgerà la sua azione tampone nel campo di pH = pKa1 ± 1; nel tuo esempio tra pH 0,75 e pH 2,75.
Una soluzione in cui sono presenti HA- e A2- svolgerà la sua azione tampone nel campo di pH = pKa2 ± 1; nel tuo esempio tra pH 5,00 e pH 7,00.

   
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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