- acido forte e base forte reagiscono neutralizzandosi; se sono in quantità equivalenti il pH è 7
- essendo il pH atteso uguale a 12, la base deve essere in eccesso; si calcola il pOH e la concentrazione molare degli ioni OH- finali, cioè degli OH- rimanenti dopo l’aggiunta dell’acido
- la quantità in moli di ioni OH- liberati dalla dissociazione dell’idrossido di calcio è il doppio di quella del Ca(OH)2
- la quantità in moli di ioni OH- rimanente corrisponde alla differenza tra la quantità in moli di ioni OH- iniziale e quella che ha reagito, che è pari alla quantità in moli di ioni H+ aggiunti con l’acido.
Ca(OH)2(aq) + 2 HNO3(aq) → Ca2+(aq) + 2 NO3-(aq) + 2 H2O(l)
pOH = pKw – pH = 14 – 12 = 2
[OH-]finale = 10-poH = 1·10-2 mol/L
[OH-]finale = n OH-rimanenti / Vtot.
n OH-rimanenti = n OH-iniziale – n OH-che ha reagito
n OH-che ha reagito = n H+aggiunti
VHNO3 = x L VCa(OH)2 = y L
Vtot. = VHCl + VNaOH = (x + y) L
n H+aggiunti = M·V = 1,0·10-2 mol/L · x L = 1·10-2 x mol
n Ca(OH)2 = M·V = 2·10-2 mol/L · y L = 2·10-2 y mol
n OH-iniziale = 2 n Ca(OH)2 = 2 · 2·10-2 y mol = 4·10-2 y mol
n OH-rimanenti = n OH-iniziale – n H+aggiunti = 4·10-2 y mol - 1·10-2 x mol = (4 y – x) ·10-2 mol
[OH-]finale = n OH-rimanenti / Vtot. = 1·10-2 mol/L
(4 y – x) ·10-2 mol / (x + y) L = 1·10-2 mol/L
(4 y – x)/(x + y) = 1
3 y = 2 x
y/x = 2/3
VCa(OH)2 / VHNO3 = 2/3
In conclusione, il volume della soluzione di Ca(OH)2 0,02 M da aggiungere a una soluzione di HNO3 0,01 M per avere un pH = 12 deve essere 2/3 del volume dell’acido.