Titolazione acido formico ricavare il pH
Durante la titolazione di 40,0 m^3 di una soluzione 0,10M di acido formico HCOOH sono stati aggiunti 15 cm^3 di una suzione 0,120 M di NaOH.
Calcolare il pH della soluzione dopo tale aggiunta.

Io ho proceduto così: prima di tutto ho cercato il numero di moli---> n moli HCOOH= 0,0004, n moli NaOH----> 0,0018
Poi dato che c'è stata un'aggiunta e di conseguenza cambia il volume, ho ricalcolato le concentrazioni di HCOOH e NaOH, rispettivamente ----> 0,00727 e 0,033.
Dopo di ciò ho: HCOOH + OH-  - - - > HCOO-  + H2.                                      0,00727.   0,033.         //.            //
                            -0,00727.  -0,00727.  +0,00727. +0,007
                                  //.          0,0257.       0,00727.   0,007
Dopo di ciò ricavo Kb=Kw/Ka----> 10^-14/2 x 10^-4= 5x10^-11 per trovare la concentrazione OH-
HCOO- + H2O---> HCOOH + OH-
0,00727.                                   0,0257
 - X                            X               X
Da cui dopo I calcoli x= 6 x 10^-7
pOH= 5,22.  Da cui il pH=8,78
 È giusto?
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La base forte OH- aggiunta all'acido debole HCOOH è in difetto, quindi si forma una soluzione tampone HCOOH/HCOO-.
Questa coppia acido-base può formare tamponi nell'intervallo di pH uguale a:
pH = pKa ± 1 = 3,70 ± 1 = 2,70 ÷ 4,70
Perciò avendo tu trovato un pH = 8,78, la risoluzione è sicuramente sbagliata. :-(

Sperando che siano 40,0 cm^3 e non 40,0 m^3 di HCOOH, la risoluzione è:
ni HCOOH = 0,10 mol/L · 0,0400 L = 4,00·10^-3 mol
ni OH- = 0,120 mol/L · 0,0150 L = 1,80·10^-3 mol

HCOOH + OH- --> HCOO- + H2O
4,00·10^-3...1,80·10^-3...0.../
-1,80·10^-3..-1,80·10^-3..+1,80·10^-3.../
2,20·10^-3....0...1,80·10^-3..../

HCOOH + H2O <==> HCOO- + H3O+
2,20·10^-3.../........1,80·10^-3...0
-x................/..........+x............+x
2,20·10^-3-x.../....1,80·10^-3+x...x

Volume finale = 0,0550 L
x = [H3O+] = 2·10^-4 · (2,20·10^-3-x) / 0,0550 / (1,80·10^-3+x) / 0,0550
x = 2·10^-4 · (2,20·10^-3-x) / (1,80·10^-3+x)
1,80·10^-3x + x^2 = 4,40·10^-7 - 2·10^-4x
x^2 +2,00·10^-3x - 4,40·10^-7 = 0
Risolvendo l'equazione di secondo grado si ha:
x = [H3O+] = 2,00·10^-4 mol/L
pH = 3,70
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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[-] I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo post:
Gibby
Come mai in HCOOH + OH- - - - > COOH-  + H2O  usiamo il numero di moli e non la concentrazione? Io di solito uso la concentrazione
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Da che mondo e mondo si usano le moli per i calcoli e poi si arriva ad esprimere la concentrazione...
La chimica è una cosa che serve a tutto. Serve a coltivarsi, serve a crescere, serve a inserirsi in qualche modo nelle cose concrete.
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È sbagliato scrivere COOH- perché non è quello l'idrogeno che si ionizza!!!|

Nelle reazioni complete la tabella ICE deve essere impostata con le moli.
Per la successiva reazione di equilibrio si possono ovviamente calcolare le nuove concentrazioni:

M HCOOH = 2,20·10^-3 mol / 0,0550 L = 4,00·10^-2 mol
M HCOO- = 1,80·10^-3 mol / 0,0550 L = 3,27·10^-2 mol

ma è un calcolo inutile perché, come ti ho mostrato nei calcoli, il volume si semplifica perché le moli dell'acido e della sua base coniugata si trovano nello stesso volume di soluzione.
Infatti per le soluzioni tampone si ha:
[H3O+] = Ka · [HA]/[A-] = Ka · n HA/n A-

In questo caso specifico però, hai ragione tu, perché la x come termine additivo e sottrattivo non si può trascurare, quindi, essendo l'unità di misura di x le mol/L, anche per l'acido e la base i valori devono essere espressi con la stessa unità di misura.

x = 2·10^-4 · (4,00·10^-2-x) / (3,27·10^-2+x)
x = 3,27·10^-2x + x^2 = 8,00·10^-6 - 2·10^-4
x^2 + 3,29·10^-2x - 8,00·10^-6 = 0
Risolvendo l'equazione di secondo grado si ha:
x = [H3O+] = 2,41·10^-4 mol/L
pH = 3,62
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”;
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