Calcolo del pH mescolando tre composti

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narrow

2021-07-21 10:18

Salve, non riesco a capire come risolvere un esercizio di questo tipo:

calcolare il pH di una soluzione acquosa ottenuta mescolando HCl 0,5M 200 ml, NaOH 0,25 M 100ml e acido acetico (quindi CH3COOH) 1M 300 ml.

fin'ora tutti gli esercizi che ho incontrato, mi proponevano la miscelazione di due sostanze. Quindi sarei andato a trovare numero moli di entrambi, sommate e quindi trovando numero moli totali, ed infine a seconda se si tratta di ione H+ o ione OH- andavo calcolandomi la loro concentrazione (sfruttando un volume che qui neanche ho) e trovavo il ph.

Qui invece non ho proprio idea.

l'unica cosa che ho fatto è stato calcolarmi numero moli di tutti i composti, ma niente più.

Se qualcuno mi sa illuminare vi ringrazio!

LuiCap

2021-07-21 13:10

Dapprima tutte le moli di NaOH reagiscono con l'HCl secondo la seguente reazione:

H+ + OH- --> H2O

0,100..0,0250..../

-0,0250..-0,0250../

0,0750.....0......../

Il volume totale della soluzione è 0,600 mL.

Le nuove molarità dell'HCl e del CH3COOH sono:

M HCl = 0,0750 mol / 0,600 L = 0,125 mol/L

M CH3COOH = 0,300 mol / 0,600 L = 0,500 mol/L

La presenza dell'acido forte H+ fa retrocedere l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole secondo il seguente equilibrio:

CH3COOH <--> CH3COO- + H+

0,500...................0.............0,125

-x........................+x............+x

0,500-x.................x.............0,125+x

Ka = 1,8·10^-5 · (0,125x + x^2) / (0,500-x)

x^2 + 0,125x - 9,00·10^-6 = 0

x = [H+] da CH3COOH = 7,19·10^-5 mol/L

[H+] totale = [H+] da HCl + [H+] da CH3COOH

[H+] totale = 0,125 + 7,19·10^-5 = 0,125 mol/L

Questo significa che il contributo degli H+ derivanti dall'acido debole è del tutto trascurabile, quindi il pH è dovuto al solo acido forte.

pH = 0,90

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narrow

2021-07-21 13:30

LuiCap ha scritto:

Dapprima tutte le moli di NaOH reagiscono con l'HCl secondo la seguente reazione:

H+ + OH- --> H2O

0,100..0,0250..../

-0,0250..-0,0250../

0,0750.....0......../

Il volume totale della soluzione è 0,600 mL.

Le nuove molarità dell'HCl e del CH3COOH sono:

M HCl = 0,0750 mol / 0,600 L = 0,125 mol/L

M CH3COOH = 0,300 mol / 0,600 L = 0,500 mol/L

La presenza dell'acido forte H+ fa retrocedere l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole secondo il seguente equilibrio:

CH3COOH <--> CH3COO- + H+

0,500...................0.............0,125

-x........................+x............+x

0,500-x.................x.............0,125+x

Ka = 1,8·10^-5 · (0,125x + x^2) / (0,500-x)

x^2 + 0,125x - 9,00·10^-6 = 0

x = [H+] da CH3COOH = 7,19·10^-5 mol/L

[H+] totale = [H+] da HCl + [H+] da CH3COOH

[H+] totale = 0,125 + 7,19·10^-5 = 0,125 mol/L

Questo significa che il contributo degli H+ derivanti dall'acido debole è del tutto trascurabile, quindi il pH è dovuto al solo acido forte.

pH = 0,90

quindi alla fine NaOH non mi serve al fine della risoluzione?

grazie infinite

LuiCap

2021-07-21 13:37

Ti serve eccome, per calcolare le moli di HCl che rimangono dopo reazione.

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narrow

2021-07-21 16:48

LuiCap ha scritto:

Ti serve eccome, per calcolare le moli di HCl che rimangono dopo reazione.

NaOH invece a cosa mi serve?

LuiCap

2021-07-21 17:20

Te l'ho scritto!!!

Non è un semplice mescolamento di soluzioni, ma l'acido forte HCl reagisce con la base forte.

n HCl = n H+ = 0,5 mol/L · 0,200 L = 0,100 mol

n NaOH = n OH- = 0,25 mol/L · 0,100 L = 0,0250 mol

n CH3COOH = 1 mol/L · 0,300 L = 0,300 mol

HCl e NaOH reagiscono tra loro:

H+ + Cl- + Na+ + OH- --> Na+ + Cl- + H2O

H+ + OH- --> H2O

L'OH- è il reagente limitante e si consuma completamente e rimane un eccesso di H+ pari a 0,0750 mol.

Restano quindi 0,600 mL di soluzione formata da:

- 0,0750 mol HCl, M = 0,125 mol/L

- 0,300 mol CH3COOH, M = 0,500 mol/L

che determinano il pH della soluzione.

Gli ioni Na+ e Cl- non influiscono sul pH.

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