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pH di miscele di acidi e basi forti

  |   Chimica, Stechiometria

Se si vuole conoscere il pH di una soluzione ottenuta unendo una soluzione di acido forte a una di base forte si può procedere secondo la seguente strategia:

  • Calcolare le moli di acido conoscendo la sua molarità e il suo volume: moli = M · V
  • Calcolare le moli di base conoscendo la sua molarità e il suo volume: moli = M · V
  • Sottrarre il numero più piccolo da quello più grande determinando così le moli di H+ o le moli di OHin eccesso
  • Sommare il volume della soluzione di acido a quello della base supponendo che i volumi siano additivi
  • Calcolare la molarità di H+o di OH
  • Determinare il pH o il pOH. Noto il pOH il valore di pH può essere calcolato dall’equazione pH + pOH = 14

Esercizi

  • Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 20.0 mL di NaOH 0.0700 M con 13.0 mL di HCl 0.0900 M

Moli di acido = M · V = 0.0900 · 0.0130  = 0.00117

Moli di base = M · V = 0.0700 · 0.0200 =0.00140

Moli di base in eccesso = moli di OH in eccesso = 0.00140 – 0.00117 =0.000230

Volume totale = 13.0 + 20.0 = 33.0 mL = 0.0330 L

[OH] = 0.000230/0.0330 =0.00697 M

pOH = – log [OH] = – log 0.00697 = 2.16

pH = 14 – pOH = 14 – 2.16 =11.8

  • Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 50.0 mL di HCl 0.100 M a 48.0 mL di NaOH 0.100 M

Moli di acido = M · V = 0.100 · 0.0500 = 0.00500

Moli di base = M · V = 0.100 · 0.0480 = 0.00480

Moli di acido in eccesso = moli di H+ in eccesso = 0.00500 – 0.00480 = 0.000200

Volume totale = 50.0 + 48.0 = 98.0 mL = 0.0980 L

[H+] = 0.000200/0.0980 = 0.00204 M

pH = – log [H+] = – log 0.00204 =2.69

  • Calcolare il pH di una soluzione mescolando 5.0 L di una soluzione di H2SO4  0.45 M con 2.3 L di una soluzione di KOH 1.2 M

In questo caso poiché l’acido solforico è diprotico occorre prima calcolare le moli di acido e successivamente quelle di H+

Moli di acido = 0.45 · 5.0 = 2.25

Moli di H+ = 2.25 · 2 = 4.5

Le moli di base = 1.2 · 2.3 = 2.8

Moli di acido in eccesso = moli di H+ in eccesso = 4.5 – 2.8= 1.7

Volume totale = 5.0 + 2.3 = 7.3 L

[H+] = 1.7/7.3 = 0.23 M

pH = – log [H+] = – log 0.23 = 0.64