esercizio pH

[luigi27]

Ciao ragazzi potete darmi una mano con questo esercizio?

20 ml di una soluzione al 20% in peso di idrossido di sodio (d=1,20 g/ml) vengono diluiti ad un volume finale di 120 ml. Alla soluzione così ottenuta vengono aggiunti prima 80 ml di acido acetico 1,5 M e quindi 100 ml di acido perclorico 1,2 M. Calcolare: a) Il pH della soluzione di idrossido di sodio dopo la diluizione. b) Il pH della soluzione dopo l’aggiunta di acido acetico. c) Il pH della soluzione dopo l’aggiunta di acido perclorico. Considerare i volumi additivi. Ka(acido acetico)=1,8 10–5

 
Dalla densità della soluzione ricavo la massa m(soluz)=1.2 g/ml /20 ml= 24 g
Pertanto m(NaOH)=4.8 g, da cui le moli di NaOH saranno n=0.12 mol, quindi .12 l di soluzione la concentrazione molare di NaOH sarà pari a [NaOH]=1 M = [OH-] dal momento che NaOH base forte si dissocia completamente in acqua.
Il pOH è 0 circa, dunque il pH 14 (a)

Dopo l'aggiunta di acido acetico avrò

   CH3COOH + OH-  -> CH3COO- + H2O
i) 0.12 mol      0.12 mol   ____        ____
f)   _____         _____      0.12 mol

n(Nh3cooh)= 1.5 mol/l * 0.08 l= 0.12 mol

per cui il pH sarà determinato dall'idrolisi basica dello ione acetato

   CH3COO- + H2O <-> CH3COOH + OH-
i)    0.6 M                       ______    ____
eq) 0.6 -x                            x           x        

Ki=x^2/(0.6-x)=Kw/Ka= 5.56*10^-10

quindi mi sono calcolato la concentrazione di OH-, dunque pOH e pH = 9.26 (b)

Ora non so più come procedere. Cioè aggiungo ioni H+ alla base debole coniugata dando ancora acido debole ?

  CH3COOH- + H+ <-> CH3COOH
i)   0.12 mol    0.12mol    _____
eq) 0.12-x        0.12-x         x

 x/(12-x)^2=1/ka e trovando la x ricavare la concentrazione di ioni H+ = 0.12 /.3 e quindi il pH ?

Grazie in anticipo

[LuiCap]

La base debole CH3COO- reagisce in modo completo (Keq = 5,6·10^4) con gli H+ provenienti dall'acido forte HClO4.
Dato che le due specie sono in quantità equimolare, si formano le stesse moli di CH3COOH in 300 mL di soluzione:

   

[luigi27]

Grazie ancora! Quindi il procedimento della parte precedente lo trova corretto?

[LuiCap]

Sì, i punti a) e b) sono corretti.

L'esercizio nel suo complesso può essere visto nel seguente modo:

120 mL di NaOH 1,0 M (base forte) reagiscono stechiometricamente con 100 mL di HClO4 1,2 M (acido forte) e formano 220 mL di NaClO4 0,55 M. Questa soluzione ha pH = 7 in quanto nessuno dei due ioni danno reazione di idrolisi.
Quindi, in pratica, 80 mL di CH3COOH 1,5 M (pH = 2,28) vengono diluiti ad un volume finale di 300 mL; la molarità della soluzione finale di CH3COOH che si ottiene è:
1,5 mol/L · 0,080 L = x · 0,300 L
x = [CH3COOH] finale = 0,40 mol/L
il cui pH è 2,57

[luigi27]

giusto! così è anche più chiaro!