Tampone acido debole - base coniugata
Esercizio su un tampone costituito da un acido debole e la sua base coniugata
5,08 g di idrossido di calcio vengono aggiunti a 228 ml di una soluzione acquosa di acido cloroso 0,902 M.
Considerando nulla la variazione di volume dovuta all'aggiunta del solido, calcolare il pH della soluzione risultante.
Ka (HClO2) = 1,1·10-2
Svolgimento dell'esercizio
Determiniamo la massa molare di Ca(OH)2
Mm = 40,08 + (17 · 2) = 78,08 g/mol
Calcoliamo le moli di Ca(OH)2 e di HClO2:
moli di Ca(OH)2 = g / Mm = 5,08 / 74,09 = 0,069 mol
moli di HClO2 = M · V = 0,228 · 0,902 = 0,206 mol
La reazione è la seguente:
Ca(OH)2 + 2 HClO2 → Ca2+ + 2 ClO2− + 2 H2O
dalla quale si nota che 1 mole di Ca(OH)2 reagisce con 2 moli di HClO2
Ca(OH)2 + ....2 HClO2 → ....Ca2+ ....2 ClO2− +.....2 H2O
0,069..........0,206.........../........./.........../..inizio reazione
...0,069.....0,069·2.......0,069....0,069·2........moli reagite/formate
.../........0,206-(0,069·2)...0,069...0,069·2..........fine reazione
Al termine della reazione pertanto avremo in soluzione le seguenti moli:
moli di HClO2 = 0,206 - (0,069 · 2) = 0,068 mol
moli di ClO2− = 0,069 · 2 = 0,138 mol
Si ha quindi una soluzione tampone costituita da un acido debole (HClO2) e la sua base coniugata (ClO2−).
Il pH di una soluzione tampone costituita da un acido debole e la sua base coniugata si calcola mediante la seguente formula:
pH = pKa + log(Cs/Ca)
in cui:
Ka = costante di dissociazione dell'acido debole;
Ca = concentrazione dell'acido debole
Cs = concentrazione della base coniugata (sale)
Semplificandi i volumi, alle concentrazioni possiamo sostituire il rispettivo numero di moli na e ns:
pH = pKa + log (ns/na) = 1,96 + log (0,138/0,068) = 2,27
Quindi il pH della soluzione finale è 2,27.
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