problema reazione pH

[danclem98]

Buongiorno a tutti in questo problema ho una soluzione di acido forte che viene fatta reagire con la soluzione di un sale. La mia difficoltà principale è capire come va scritta la reazione. In questo caso l'acido è HNO3 mentre il sale è K3PO4 che deriva dall'acido fosforico. Gentilmente mi potreste spiegare i passaggi? Grazie a tutti quelli che risponderanno.

PROBLEMA
1 Litro di una soluzione 0,2 M di acido nitrico viene aggiunto ad 150 ml di una soluzione 1,0 M di fosfato di potassio. Calcolare il pH della soluzione.

SVOLGIMENTO

n HNO3= 0,2 x 1= 0,2 mol HNO3
n K3PO4= 0,15 x 1= 0,15 mol K3PO4

Ora la reazione in questo caso come andrebbe scritta? Io ho fatto un unica reazione in una tabella ICE ma non sono sicuro.

3HNO3   +   K3PO4 -----H3PO4   +   3KNO3
0,2 mol        0,15 mol         /                 /
-0,15           -0,15             -0,15            -0,15

0,05             /                    0,15             0,15

[LuiCap]

H+ + PO4(3-) - - > HPO4(2-)
0,2.....0,15................0
0,05......0.................0,15

HPO4(2 -) + H+ - - - > H2PO4(-)
0,15.............0,05..........0
0,10..............0..............0,05

[danclem98]

Professoressa mi scusi nella prima avete fatto HNO3 + K3PO4 togliendo NO3(-) e k(+). La seconda invece a che serve?

[LuiCap]

Nessuno ti dice che HNO3 e K3PO4 reagiscono in rapporto 3:1!!! Se anche fosse così (e non lo è), la tabella ICE sarebbe sbagliata.

3 H+ + PO4(3-) H3PO4
0,2........0,15..............0
-0,2.......-0,2/3...........+0,2/3
0............0,083............0,083

Ho eliminato gli ioni nitrato e potassio perché sono ioni spettatori e non determinano il pH.
La prima reazione serve per capire che il reagente limitante è il PO4(3-) (base debole) che si consuma tutto e a fine reazione rimane un eccesso di acido forte H+.
La seconda reazione serve per capire che è l'acido forte il reagente limitante: rimane un eccesso di base debole HPO4(2-) e si forma il corrispondente acido coniugato.
Che tipo di soluzione è questa???

[danclem98]

Ora mi è più chiaro!!!!!....La soluzione che ne deriva è una soluzione tampone da li posso applicare la classica formula per il calcolo del pH avendo le moli avanzate. Quindi in futuro mi conviene sempre ragionare con due reazioni giusto?

La ringrazio sempre professoressa

[LuiCap]

Quindi in futuro mi conviene sempre ragionare con due reazioni giusto?

Certo, con tutte le reazioni che sono necessarie!!!

Prova, se vuoi, a risolvere il seguente esercizio:

Vengono mescolati 500 mL di H3PO4 2,0 M con 950 mL di Ca(OH)2 2,0 M. Calcolare il pH della soluzione risultante.

[danclem98]

professoressa ho provato a fare il suo esercizio. Mi dica lei se va bene

nH3PO4= 2,0 M x 0,5 L= 1 mol
nCa(OH)2= 2,0 M x 0,95 L= 1,9 mol

TABELLA ICE
H3PO4 + OH(-) ------ H2PO4 + H2O
1..................1,9......................0................0
-1.................-1........................+1.............+1
0..................0,9......................1.................1


H2PO4 + OH(-) ------- HPO4(2-) + H2O
1..................0,9.......................0.....................0
-0,9...............-0,9.......................+0,9................+0,9
0,1.................0...........................0,9.................0,9

pH= 7,20 + log (0,9mol/1,45L)/(0,1mol/1,45L) = 8,15

[LuiCap]

Il procedimento è quello, però 1 mol di Ca(OH)2 libera 2 mol OH-.
Quindi le moli iniziali di OH- sono 3,8.

[danclem98]

Ah giusto la ringrazio, gentilissima