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Home Chimica

Titolazione di miscela di acido forte e debole

di Chimicamo
27 Giugno 2021
in Chimica
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Titolazione di miscela di acido forte e debole- chimicamo

Titolazione di miscela di acido forte e debole- chimicamo

La titolazione di una miscela costituita da un acido forte e da un acido debole consente di determinare la composizione della soluzione.

La titolazione può essere applicata se l’acido debole ha una costante di equilibrio Ka il cui valore è compreso tra 10-4 e 10-8 e se entrambi gli acidi hanno una concentrazione dello stesso ordine di grandezza.

Esercizi

Calcolare il pH di una soluzione avente volume di 25.0 mL che sia 0.120 M in HCl e 0.0800 M in HA (Ka= 1.00 ∙ 10-4) nel corso di una titolazione con KOH 0.100 M dopo l’aggiunta:

  1. 0.00 mL di KOH
  2. 5.00 mL di KOH
  3. 29.0 mL di KOH

a) Calcoliamo il pH prima che inizi la titolazione. Si consideri l’equilibrio:

HA ⇌ H+ + A–

Poiché HCl è un acido forte che può essere considerato dissociato al 100% la concentrazione dello ione H+ dovuta alla dissociazione dell’acido è 0.120 M

Pertanto all’equilibrio:

[HA] = 0.0800-x

[H+]= 0.120+x

[A–] = x

Sostituendo tali valori nell’espressione della costante di equilibrio si ha:

Ka= 1.00 ∙ 10-4 = [H+][A–]/[HA] = (0.120+x)(x)/ 0.120-x

1.0∙ 10-4 = 0.120 x + x2/0.120-x

Moltiplicando ambo i membri per 0.120-x

1.2∙ 10-5 – 1.00 ∙ 10-4x = 0.120 x + x2

Riordinando

x2 + 0.120 x – 1.2∙ 10-5  = 0

Risolvendo l’equazione di 2° ed escludendo la radice negativa si ha x = 0.0000999

La concentrazione dello ione H+ è quindi data da:

[H+] = 0.120 + 0.0000999 = 0.120 M

Da cui pH = 0.920

Si poteva giungere a tale risultato considerando apriori che la concentrazione dello ione H+ dovuta alla dissociazione di HA era trascurabile rispetto a 0.120 e quindi [H+] = 0.120 M

b) Calcoliamo il pH della soluzione dopo l’aggiunta di 5.00 mL di KOH.

  Cellulosa

Le moli di HCl e di KOH sono rispettivamente:

HCl = 0.0250 L ∙ 0.120 mol/L = 0.00300

KOH = 0.00500 L ∙ 0.100 mol/L = 0.000500

Moli di HCl in eccesso = 0.00300 – 0.000500 = 0.00250

Volume totale = 25.0 + 5.00 = 30.0 mL

[H+]= 0.00250/0.0300 L = 0.0833 M

Tale concentrazione idrogenionica è dovuta alla sola dissociazione di HCl ma si può verificare, anche in questo caso, che la concentrazione di ioni H+ dovuta alla dissociazione di HA è trascurabile pertanto pH = – log 0.0833 = 1.08

c) Calcoliamo il pH della soluzione dopo l’aggiunta di 29.0 mL di KOH.

Le moli di HCl e di KOH sono rispettivamente:

HCl = 0.0250 L ∙ 0.120 mol/L = 0.00300

KOH = 0.0290 L ∙ 0.100 mol/L = 0.00290

Moli di HCl in eccesso = 0.00300 – 0.00290 = 0.000100

Volume totale = 25.0 + 29.0 = 54.0 mL

[H+] derivante dalla dissociazione di HCl = 0.000100/0.0540 L = 0.00185 M

Si è quindi in prossimità del primo punto equivalente e per calcolare il pH della soluzione è necessario tener conto della dissociazione di HA

Moli di HA = 0.0250 L ∙ 0.0800 =0.00200

[HA] = 0.00200/0.0540 L=0.0370 M

A seguito della dissociazione di HA e tenendo presente che vi è una concentrazione idrogenionica di 0.00185 M all’equilibrio:

[HA] = 0.0370-x

[H+] = 0.00185+x

[A-] = x

Sostituendo tali valori nell’espressione della costante di equilibrio si ha:

Ka= 1.00 ∙ 10-4 = [H+][A–]/[HA] = (0.00185+x)(x)/ 0.0370-x = 0.00185 x + x2/0.0370-x

Moltiplicando ambo i membri per 0.0370-x si ha:

3.70 ∙ 10-6 – 1.00 ∙ 10-4 x= 0.00185 x + x2

Riordinando

x2 + 0.00195 x – 3.70 ∙ 10-6 = 0

Risolvendo rispetto a x ed escludendo la radice negativa si ha x = 0.00118 M

Pertanto [H+] = 0.00185 + 0.00118 = 0.00303 M

Da cui pH = 2.52

Tags: acido deboleacido forteesercizistechiometria

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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