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Grammi di HCN necessari per preparare una soluzione a pH=5

Calcolo dei drammi di HCN necessari per preparare una soluzione a pH=5

Calcolare i grammi di HCN necessari per preparare 450 mL di soluzione acquosa di acido avente pH = 5 . Si sappia che per l'acido cianidrico Ka = 6,2 · 10-10.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo della massa in grammi di HCN (acido cianidrico) necessaria per preparare 450 mL di soluzione acquosa di HCN avente pH noto (pH = 5).

L'acido cianidrico è un acido debole monoprotico che si ionizza nel seguente modo:

HCN ⇆ H+ + CN

La concentrazione degli ioni H+ di una soluzione di un acido debole monoprotico, la si calcola con la seguente formula:

ph acido debole

nella quale:

  • [H+] è la concentrazione in mol/L degli ioni H+
  • Ka è la costante di ionizzazione dell'acido;
  • Ca è la concentrazione dell'acido.

Conosciamo il valore del pH dal quale possiamo ricavarci il valore della concentrazione idrogenionica; la formula che ci permette di passare dal pH alla concentrazione degli ioni H+ è la seguente:

Pertanto la concentrazione degli ioni H+ è determinabile facendo la potenza in base 10 del valore negativo del pH.

Nel nostro caso si ha che:

[H+] = 10-pH = 10-5 mol/L

Pertanto:

  • [H+] = 10-5 mol/L;
  • Ka = 6,2 · 10-10;
  • Ca = ?

Sostituendo questi dati nella formula:

ph acido debole

possiamo ricavare la concentrazione Ca dell'acido:

pH formula inversa esercizio

Da cui:

(10-5)2 = 6,2 · 10-10 · Ca

10-10 = 6,2 · 10-10 · Ca

Ca = 10-10 / (6,2 · 10-10) = 0,161 mol/L

Determiniamo le moli dell'acido HCN moltiplicando la concentrazione (molarità) per il volume in litri della soluzione (450 mL = 0,450 L):

nHCl = M · V = 0,161 · 0,450 = 0,0725 mol

Determiniamo la massa molare dell'acido cianidrico:

MM = 1,00 + 12,01 + 14,01 = 27,02 g/mol

Determiniamo infine la massa di HCN moltiplicando il numero di moli di HCN per il valore della massa molare:

m = nHCl · MM = 0,0725 · 27,02 = 1,96 g

Quindi la massa di HCN necessaria per preparare 450 mL di una soluzione a pH=5 è di 1,96 grammi.

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