ddem
2020-09-23 10:47
Un acido debole monoprotico HA di massa 0.682 g viene sciolto in acqua ottenendosi 50.0 mL di soluzione. Tale soluzione è titolata con una soluzione di NaOH 0.135 M. Dopo l’aggiunta di 10.6 mL di base il pH della soluzione è di 5.65. Il punto equivalente viene raggiunto dopo l’aggiunta di 27.4 mL di base. Calcolare:
a) il numero di moli dell’acido HA
b) il peso molecolare di HA
c) il numero di moli di HA a pH 5.65
d) la concentrazione di [H+] a pH 5.65
e) il valore della costante Ka
a) Poiché il punto equivalente viene raggiunto dopo l’aggiunta di 27.4 mL di NaOH 0.135 M si ha che le moli di base sono pari a 0.0274 L ∙ 0.135 M = 0.00370 e pertanto anche le moli di HA presenti nel campione di partenza sono 0.00370
b) Il peso molecolare di HA è dato dal rapporto tra la sua massa e il numero di moli ovvero:
Peso molecolare di HA = 0.682 g/ 0.00370 mol= 184.4 g/mol
c) Il numero di moli di NaOH aggiunte per ottenere il valore del pH pari a 5.65 viene ottenuto ricordando che la concentrazione di NaOH è 0.135 M e che il volume di NaOH necessario per ottenere tale pH è di 10.6 mL. Pertanto le moli di NaOH sono pari a 0.0106 L ∙ 0.135 M = 0.00143. Considerando che NaOH ha reagito con HA si ha che le moli in eccesso di HA sono pari a 0.00370 – 0.00143 = 0.00227
d) A pH = 5.65 si ha: [H+] = 10-5.65 = 2.24 ∙ 10-6 M
e) Il problema sopraggiunge qui.
Il risolutore usa Ka = [H+][A–]/ [HA] e mi chiedo perché dal momento che si tratta di un acido monoprotico debole. Nella fattispecie, il risolutore sostiene che: "Per ottenere il valore di Ka si devono conoscere le concentrazioni delle specie all’equilibrio.
Dalla reazione HA + OH– → A– + H2O si ha che a pH = 5.65 la concentrazione di H+ è pari a 2.24 ∙ 10-6 M. Le moli di A– prodotte dalla reazione sono pari a quelle di OH– aggiunte ovvero 0.00143. Le moli di HA in eccesso sono pari a 0.00370 – 0.00143 = 0.00227
La concentrazione di A– è quindi 0.00143/ V essendo V il volume della soluzione mentre la concentrazione di HA è pari a 0.00227 /V
Sostituendo tali valori nell’espressione della costante di equilibrio si ha:
Ka = [H+][A–]/ [HA] = (2.24 ∙ 10-6) (0.00143/ V )/ 0.00227 /V = 1.41 ∙ 10-6".
Risoluzione personale: "Supponendo di usare ka = [H3O+]^2/Ca e facendo riferimento alla seguente tabella ICE,
HA + OH- -><- A- + H2O
3,7*10^-3...1,43*10^-3...0.../
-1,43*10^-3...1,43*10^-3...+1,43*10^-3.../
2,27*10^-3....0.....1,43*10^-3..../
avrò che Ca = (2,27*10^-3 mol)/(0,05 L + 0,0274 L) = 2,93*10^-2 perciò ka = (2,24*10^-6)^2/(2,93*10^-2) = 1,71*10^-14".