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Home Chimica

Esercizi sulle soluzioni tampone

di Chimicamo
21 Novembre 2021
in Chimica, Stechiometria
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Esercizi sulle soluzioni tampone- chimicamo

Esercizi sulle soluzioni tampone- chimicamo

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Gli esercizi sulle soluzioni tampone possono essere di vari tipi e presentare diversi livelli di difficoltà.

Per risolvere gli esercizi sulle soluzioni tampone ci si può avvalere dell'equazione di Henderson-Hasselbach che per una soluzione in cui è presente un acido debole e la sua base coniugata è espressa come:

pH = pKa + log [base coniugata] /[acido]

Per una soluzione in cui è presente una base debole e il suo acido coniugato è espressa come:

pOH = pKb + log [acido coniugato] / [base]

Bisogna inoltre tener presente che può essere richiesto che la concentrazione della soluzione sia pari a una determinata molarità. In tal caso si ha, nel primo caso che:

[base coniugata] + [acido] = concentrazione

E, nel secondo caso che:

[acido coniugato] + [base] = concentrazione

Esercizi

  • Ad una certa temperatura il valore di pKa dell'acido acetico vale 4.8. Calcolare il volume di acido acetico 0.10 M e di acetato di sodio 0.10 M necessari per preparare 1.0 L di una soluzione tampone 0.10 M a pH = 5.8

Dall'equazione di Henderson-Hasselbach si ha:

5.8 = 4.8 + log [acetato]/[acido acetico]  (1)

Inoltre sappiamo che [acetato]+[acido acetico] = 0.10 M  (2)

Dalla (1):

1.0= log [acetato]/[acido acetico]

101.0 = 10 = [acetato]/[acido acetico]

Pertanto:

10 [acido acetico] =[acetato]  (3)

Dalla (2) :

[acetato] = 0.10 – [acido acetico]

Sostituendo nella (3):

10 [acido acetico] = 0.10 – [acido acetico]

11 [acido acetico] = 0.10

Da cui [acido acetico] = 0.10/11= 0.0091 M

Quindi [acetato] =0.10 – 0.0091 = 0.091 M

ADVERTISEMENTS

Poiché il volume totale deve essere pari a 1.0 L si ha:

moli di acido acetico = 0.0091 mol/L ∙ 1.0 L = 0.0091

moli di acetato = 0.091 mol/L ∙ 1.0 L = 0.091

volume di acido acetico = 0.0091/mol/0.10 M = 0.091 L

volume di acetato = 0.091/mol/0.10 M = 0.91 L

  • Si supponga di voler preparare una soluzione a pH = 7.00 utilizzando una soluzione di KH2PO4 avente concentrazione 0.100 M e una soluzione di K2HPO4. Calcolare la concentrazione che deve avere quest'ultima soluzione sapendo che pKa2 = 6.86

Applicando l'equazione di Henderson-Hasselbalch si ha:

pH = pKa2 + log [HPO42-]/[H2PO4–]

sostituendo i valori noti:

7.00 = 6.86 + log [HPO42-] / 0.100

0.140 = log [HPO42-] / 0.100

100.140 =  [HPO42-] / 0.100

1.38 = [HPO42-] / 0.100

Moltiplicando ambo i membri per 0.100 si ha:

[HPO42-] = 0.138 M

  • A 500 mL di soluzione tampone di acido formico e formiato 0.100 M a pH 3.75 vengono aggiunti 5.0 mL di KOH 1.00 M. Calcolare la variazione di pH sapendo che pKa vale 3.75

Applicando l'equazione di Henderson-Hasselbalch si ha:

3.75 = 3.75 + log [HCOO–]/[HCOOH]

Ovvero 0 = log [HCOO–]/[HCOOH]

100 = 1 =  [HCOO–]/[HCOOH]

Ciò implica che entrambe le concentrazioni sono uguali e poiché  [HCOO–]+[HCOOH] = 0.100 si ha che:

[HCOO–]= [HCOOH] = 0.0500 M

Le moli dell'acido e della sua base coniugata sono pari a:

moli di HCOOH = moli di HCOO– = 0.0500 mol/L ∙ 0.500 L = 0.0250

le moli di KOH aggiunte alla soluzione sono 0.0050 L ∙ 1.00 M = 0.0050

0.0050 moli di idrossido di potassio reagiscono con 0.0050 moli di acido formico per dare 0.0050 moli di formiato

Moli di formiato = 0.0250 + 0.0050 = 0.0300

Moli di acido formico = 0.0250 – 0.0050 =0.0200

Il volume totale della soluzione è pari a 500 + 5 = 505 mL

[HCOO–] = 0.0300/0.505 L = 0.0594 M

[HCOOH] = 0.0200/0.505 L = 0.0396 M

Applicando l'equazione di Henderson-Hasselbalch si ha:

pH = 3.75 + log 0.0594/0.0396 =3.93

variazione di pH = 3.93 – 3.75 =0.18

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Tags: equazione di Henderson-HasselbalchesercizipHsoluzioni tamponestechiometria

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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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