esercizio tampone e volumi

[claudia]

Calcolare il volume di una soluzione di acido ipocloroso 0,36 M che è necessario aggiungere a 50 ml di una soluzione di ipoclorito di potassio 0,46 M per portare il pH a 8,23 (KB = 3,4 • 10-7).

Non so se procedo bene:

Tampone: HClO/ClO^-
pH= 8.23
pOH= 5.77
OH^-=1.70*10^-6
1.70*10^-6=3.4*10^-7(moli base/moli acido)
Moli base/moli acido= 5.0

Imposto:
5.0= 0.023-0.36Va/0.36Va
Va= 0.0106 L

L'ho visto risolto su questo forum ma non ho capito molto il procedimento, grazie

[LuiCap]

Poiché il testo fornisce la Kb, scriviamo l'equilibrio della coppia coniugata a cui si riferisce:

ClO- + H2O HClO + OH-

Conosciamo:
Kb = 3,4·10^-7
pH finale = 8,23
Cb(iniziale) = 0,46 mol/L
Vb = 0,050 L
Ca(iniziale) = 0,36 mol/L
Va = x L

Calcoliamo la concentrazione di OH- finale:
pOH = 14,00 - 8,23 = 5,77
[OH-] = 10^-5,77 = 1,70·10^-6 mol/L

Impostiamo l'equazione:

Kb = [HClO][OH-]/[ClO-]
[HClO]/[ClO-] = Kb/[OH-] = 3,4·10^-7/1,70·10^-6 = 0,200
[HClO] = (0,36 mol/L · x L)/(0,050 + x)
[ClO-] = 0,46 mol/L · 0,050 L /(0,050 + x)
[HClO]/[ClO-] = na/nb = (0,36 mol/L · x L)/(0,050 + x)/0,46 mol/L · 0,050 L /(0,050 + x) = 0,36x/0,46·0,050 = 0,200
x = Va = 0,0128 L = 12,8 mL

[claudia]

ho capito, come ho proceduto io non è corretto?
Calcolo prima il rapporto tra le moli di base / moli acido con la sequente equazione:
1.70*10^-6=3.40*10^-7( moli base /moli acido)
poi imposto:
x= 0.46*0.050 L-0.36Va/0.36-Va
Perchè il mio procedimento è sbagliato? Forse perchè in questa si considera la reazione tra un acido debole ed un sale?
Mentre il mio procedimento andava bene se consideravo acido debole e base forte? Grazie

[LuiCap]

Nel procedimento che ho usato io si considera l'equilibrio tra la base debole ClO- e il suo acido coniugato HClO:

ClO- + H2O HClO + OH-
0,46·0,050.../........0,36x....0
-1,70·10^-6.../.....+1,70·10^-6...+1.70·10^-6
0,023-1,70·10^-6.../...0,36x+1,70·10^-6...1,70·10^-6

3,4·10^-7 = (0,36x+1,70·10^-6)1,70·10^-6/(0,023-1,70·10^-6)

Trascurando 1,70·10^-6 come termine additivo e sottrattivo si ottiene:

3,4·10^-7 = (0,36x)1,70·10^-6/0,023
x = Va = 0,0128 L = 12,8 mL

Il tuo procedimento è sbagliato perché è la risoluzione al seguente esercizio:

Calcolare il volume di HCl 0,36 M che è necessario aggiungere a 50 mL di una soluzione di ipoclorito di potassio 0,46 M per portare il pH a 8,23. (Kb = 3,4·0-7)

ClO- + H+ HClO
0,46·0,050...0,36x...0
-0,36x...-0,36x...+0,36x
0,023-0,36x...0...0,36x

ClO- + H2O HClO + OH-
0,023-0,36x.../......0,36x....0
-1,70·10^-6.../.....+1,70·10^-6...+1.70·10^-6
0,023-0,36x-1,70·10^-6.../...0,36x+1,70·10^-6...1,70·10^-6

Trascurando 1,70·10^-6 come termine additivo e sottrattivo si ottiene:

3,4·10^-7 = (0,36x)1,70·10^-6/(0,023-0,36x)
x = Va = 0,0107 L = 10,7 mL

[claudia]

in pratica, il mio procedimento è corretto quando si tratta di un acido forte e sale? Oppure base forte ed un sale? Mentre nel caso di un acido debole ed un sale o base debole ed un sale si usa l'altro? Grazie

[LuiCap]

Sì.

Io però al posto di sale preferisco usare le espressioni:
a) acido forte e base debole;
b) base forte e acido debole;
c) acido debole e base debole coniugata;
d) base debole e acido debole coniugato.

Attenzione però che nei casi a) e b), affinché si formi una soluzione tampone, l'acido forte o la base forte deve essere in difetto rispetto alla specie debole; in questi casi avremo che il pH da raggiungere è compreso nell'intervallo pKa ± 1.
Se il pH da raggiungere è uguale al pKa le moli di acido forte o di base forte sono la metà rispetto a quelle delle rispettive specie deboli.
Se l'acido forte o la base forte sono in quantità stechiometrica con la specie debole si forma una soluzione formata dal solo acido debole o base debole.

Se il pH da raggiungere è al di fuori dell'intervallo indicato avremo una soluzione formata da acido forte e acido debole o base forte e base debole.

[claudia]

grazie