esercizio sul pH

[Sofia Maraldi]

Ciao. Ho dei dubbi su questo esercizio "50 ml di una soluzione contenente 0.03 M H2SO3 sono miscelati con 40 ml di un’altra soluzione 
contente 0.2 M LiH. Calcolare il pH risultante. (Ka1 = 1.4 x10-2 , Ka2 = 6.5 x10-8 )." 
Calcolo le concentrazioni dei composti dopo la diluizione 
H2SO3= 0,0167 M    LiH= 0,0888 
Li faccio reagire insieme

H2SO3 + OH- ->   HSO3- + H2O 
0,0167    0,0888.    0            - 
   0.        0,0722.    0,0888.   - 

Ho pensato che dato che abbiamo un eccesso di base forte OH il pH si possa calcolare direttamente dalla sua concentrazione perché ho fatto esercizi simili a questo dove ho un acido debole e una base forte (quest'ultima in eccesso) e quindi il contributo della base debole (HSO3-) può essere trascurata, ma il risultato non torna. ( dovrebbe essere 12,74) . Gradirei un aiuto! Grazie

[Ale985]

Ciao,
essendo l'acido solforoso un acido diprotico, va valutato se la quantità di base è sufficiente a neutralizzare l'idrogenosolfito a ione solfito SO3^2-.
La tabella che hai impostato tu deve poi essere continuata, sicché dopo la prima neutralizzazione hai lo ione idrogensolfito che, in presenza di un base forte, reagisce ancora formando lo ione solfito.
Nel caso specifico del problema, abbiamo 1.5 mmoli di acido solforoso (a cui corrispondono 3 mmoli di ioni H+) e 8 mmoli di ioni idruro H- (i quali andrebbero considerati separatamente dallo ione OH-).
Considera che non occorre calcolare le nuove concentrazioni dopo il mescolamento, poichè le moli sono sempre le stesse e su quelle ti fai i conti stechiometrici.
La prima reazione che si sviluppa coinvolge la neutralizzazione dell'acido solforoso con lo ione idruro a formare H2SO3 + 2H- -> SO3^- + H2(g)
al termine della reazione, rimangono 5 mmoli di ione idruro in eccesso, i quali reagiscono con il solvente della soluzione (l'acqua) formando: H- + H2O -> OH- + H2(g)
Essendo la reazione quantitativa, avremo la formazione di 5 mmoli di ione idrossido.
In soluzione abbiamo 5 mmoli di idrossido di litio e 1,5 mmoli di ione solfito. Siamo nella situazione di una miscela di base forte con una base debole. Il pH dipende esclusivamente dalla base forte, la cui concentrazione risulta essere 5 mmoli/90 mL = 0.055 mol/L.
pH = 14- pOH = 14 - 1.26 = 12.74.

[Geber]

Per quanto riguarda la prima soluzione:

LiH + H₂O LiOH + H₂

quindi:

[LiH] = [LiOH] = 0,2M

Il fatto è che viene consumata dell'acqua durante questa reazione:
n(H₂O)consumata = 0,2M * 0,04L = 0,008mol
Poiché però 0,04L di acqua corrispondono a 2,22 moli di acqua, il fatto ne vengano consumate 0,008 può essere ritenuto trascurabile, quindi:

[LiOH] = [OH-] = (0,2M * 0,04L) / 0,09L = 0,0889M
[H₂SO₃] = (0,03M * 0,05L) / 0,09L = 0,0167M

Considera ora la reazione:

H₂SO₃ + OH^- HSO₃^- + H₂O

0,0167 0,0889 0

0 0,0722 0,0167

Tutto l'acido solforoso si è consumato per lasciare idrossido di litio in eccesso e idrogenosolfito di litio (ovvero ione idrogenosolfito). Quindi devi considerare la reazione:

HSO₃^- + OH^- HSO₃^2- + H₂O

0,0167 0,0722 0

0 0,0555 0,0167

L'idrossido è ancora troppo, tutto lo ione si consuma per lasciare idrossido di litio in eccesso e ione solfito. Naturalmente il pH sarà basico e per il tuo calcolo puoi tralasciare l'idrolisi dello ione solfito poiché l'idrossido di litio è una base forte. Quindi:

[OH^-] = 0,0555M pOH = 1,256 pH = 12,744

[Sofia Maraldi]

Ora mi è chiaro. Grazie