esercizio titolazione

[roberto96]

Salve, la professoressa ci ha assegnato questo esercizio con le titolazioni commentato, io per motivi di famiglia sono mancata alla lezione e non riesco a capire alcune cose.
Provo a svolgerlo:
28.5 mL di una soluzione di acido fluoridrico vengono titolati con una soluzione di idrossido di potassio 0.125 M. Per raggiungere il punto equivalente sono stati aggiunti 32.4 ml di idrossido. Calcolare: a) il pH iniziale; b) il pH dopo l’aggiunta dei primi 15.0 mL di titolante; c) l’intervallo di viraggio dell’indicatore da utilizzare (Ka= 4.0 x 10-4M)

Comincio con lo scrivere l'equazione chimica:

HF + KOH --- KF + H2O
Moli HF=moli KOH
Moli KOH= 0,00324 L * 0,125 mol/L= 0,00405 moli
M HF= 0,00405 moli / 0,0285 L= 0,142 M

HF + H2O ------- H3O^+ + F^-
0,142 M

Ka= x^2 / 0,142-x= 4,0*10^-4 M
Ph= 2,12

ORA COME PROSEGUO?

[LuiCap]

Ti allego l'impostazione dei calcoli per calcolare il pH dopo l'aggiunta di 15,0 mL di KOH e al punto equivalente.
Prova tu a capire (e se vuoi anche a scrivere) il procedimento da seguire per arrivare ai pH 3,33 e 8,11 che ti ho indicato.

   

[roberto96]

ho letto attentamente, non riesco a capire i procedimenti, eppure ho letto con attenzione.

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ora ripeto daccapo i procedimenti, sperando di riuscirci

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Moli KOH= 0,324 L * 0,125 mol/L= 0,0405 moli
M HF= 0,0405 / 0,0285 L= 0 ,142

Calcolo il pH iniziale, mi viene il primo dubbio come equazione chimica utilizzo:
HF + H2O--- H3O^+ + F^- ///// HF + OH^- ----- H2O + F^-
la seconda vale solo al punto equivalente giusto?

Ora proseguo:
Ka=x^2/0,142-x //// 7,54*10^-3= pH 2,12
Altra cosa non mi è chiara, perchè la Ka rimane così e non devo calcolare la Kb?P
Grazie

Ho cercato di esprimere tutte le cose che mi sono poco chiare.

[LuiCap]

Il calcolo del pH al punto iniziale è corretto.
L'equazione chimica da considerare è questa, un equilibrio chimico di cui è nota la Ka (4,0·10^-4):
HF H+ + F-

Appena si inizia ad aggiungere la base forte KOH, quest'ultima reagisce con l'acido debole HF secondo la seguente equazione chimica che può essere considerata completa in quanto si forma un prodotto poco dissociato, l'H2O:
HF + OH- F- + H2O
L'OH- è sempre il reagente limitante che si consuma completamente, si forma un numero di moli di F- uguale alle moli di OH- aggiunte, mentre rimane un numero di moli di HF = n iniziali HF - n OH- aggiunte, il tutto in un volume totale pari a V HF + V NaOH. È una soluzione tampone!!!. Il pH si calcola utilizzando l'equazione di Henderson-Hasselbalch.
Questo accade fino ad un attimo prima del punto equivalente della titolazione.

Al punto equivalente le moli di HF sono uguali alle moli di OH-, quindi si forma un numero di moli di F- uguale alle moli iniziali di HF, il tutto in un volume totale pari a V HF + V NaOH. È una soluzione di base debole in acqua!!!. Il pH si calcola considerando il seguente equilibrio di idrolisi basica:
F- + H2O HF + OH-

Dopo il punto equivalente rimane un eccesso di base forte in un volume totale di V HF + V NaOH. È una soluzione di base forte in acqua!!!. Il pH si calcola trascurando, con buona approssimazione, l'effetto della presenza della base debole F-:
KOH K+ + OH-

Ti allego la risoluzione di un esercizio simile tratto da:
Daniel C. Harris
Chimica analitica quantitativa
Zanichelli, Bologna, 1991

         
         

[roberto96]

grazie mille, spiegazioni chiarissime

[roberto96]

ora provo a svolgere il punto b del primo problema, pH dopo l’aggiunta dei primi 15.0 mL di titolante
V=15,0+28,5=0,0435 L
Molarità HF= 0,0405 moli / 0,0435 L= 0,931 M
Moli KOH= 0,150 L * 0,125 moli= 0,01875 mol
Molarità KOH= 0,01875 mol / 0,0435 L= 0,431 M

HF + OH^- ----------- H2O + F^-
0,931 0,431
-0,431 0,431 0,431
0,500 0,431

Ka= 0,0431x / 0,050 = 4,0*10^-4 M

pH= 3,33

Scritto così l'esercizio va bene? O devo aggiungere qualche formula chimica all'esame scritto? Grazie

[LuiCap]

Il risultato finale non cambia, però io preferisco l'impostazione seguente: