Titolazione di NaOH con HCl e calcolo del pH
Esercizio riguardante la titolazione di NaOH con HCl e relativo calcolo del pH
50,0 mL di NaOH 0,100 M vengono titolati con HCl 0,100 M.
Calcolare il pH nelle seguenti condizioni:
1) dopo l'aggiunta di 25,0 mL di acido;
2) dopo l'aggiunta di 50,0 mL di acido;
3) dopo l'aggiunta di 75,0 mL di acido.
Svolgimento dell'esercizio
In seguito all'aggiunta di una soluzione di NaOH ad una soluzione di HCl, avviene la seguente reazione acido-base:
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Il sale NaCl non dà reazione di idrolisi.
1) dopo l'aggiunta di 25,0 mL di acido
mol NaOH = M · V = 0,100 mol/L · 0,050 L = 0,0050 mol
mol HCl = M · V = 0,100 mol/L · 0,025 L = 0,0025 mol
Secondo l'equazione chimica:
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
NaOH e HCl reagiscono nel rapporto 1:1.
Delle 0,0050 mol di NaOH soltanto 0,0025 mol reagiscono, mentre 0,050 - 0,0025 = 0,0025 mol rimangono in eccesso.
HCl si consuma completamente (reagente limitante).
0,0225 mol di NaOH sono disperse in un volume pari a:
Vt = VNaOH + VHCl = 0,050 + 0,025 = 0,075 L
Pertanto la molarità dell'NaOH è:
M = n / V = 0,0025 / 0,075 = 0,0333 mol/L
Da cui:
pOH = - log [OH−] = - log 0,0333 = 1,477
pH = 14 - pOH = 14 - 1,477 = 12,53 (pH basico).
2) dopo l'aggiunta di 50,0 mL di acido
mol NaOH = M · V = 0,100 mol/L · 0,050 L = 0,0050 mol
mol HCl = M · V = 0,100 mol/L · 0,050 L = 0,0050 mol
In questo caso NaOH e HCl si consumano completamente.
Al termine della reazione abbiamo una soluzione di NaCl, sale che non dà idrolisi.
Il pH della soluzione risultante è pertanto 7 (pH neutro).
3) dopo l'aggiunta di 75,0 mL di acido
mol NaOH = M · V = 0,100 mol/L · 0,050 L = 0,0050 mol
mol HCl = M · V = 0,100 mol/L · 0,075 L = 0,0075 mol
In questo caso è l'HCl ad essere in eccesso.
Delle 0,0075 mol di HCl soltanto 0,0050 mol reagiscono, mentre 0,0075 - 0,0050 = 0,0025 mol rimangono in eccesso.
NaOH si consuma invece completamente.
0,00225 mol di HCl sono disperse in un volume pari a:
Vt = VNaOH + VHCl = 0,050 + 0,075 = 0,125 L
Pertanto la molarità dell'HCl è:
M = n / V = 0,0025 / 0,125 = 0,02 mol/L
Da cui:
pH = - log [H+] = - log 0,02 = 1,70 (pH acido)
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