Loris ha scritto:
Rinvio questo esercizio che non riesco proprio a fare.
Si aggiunge un certo volume di soluzione di NaOH 0,10 M a 100 mL di HCl 0,15 M. Il pH finale risulta 12,50. Calcola il volume di NaOH aggiunto ponendo pKw = 13,90. [risultato: 315 mL]
Spero lo possa spiegare. Grazie.
La spiegazione è questa:
Il pH finale è basico per cui si può concludere che è stato aggiunto un eccesso di NaOH rispetto alla quantità stechiometrica necessaria per la neutralizzazione di tutto l’acido. Dal pH si calcola il pOH e da questo la concentrazione molare di ioni OH- a fine reazione. Per raggiungere una tale concentrazione è necessario aggiungere una quantità in moli di NaOH pari a quella di HCl e un’ulteriore volume di NaOH per far sì che il pH arrivi a 12,5.
Se si indica con x tale volume e, a partire dalla definizione di molarità, si ricava la quantità in moli di NaOH che esso contiene, è possibile esprimere in funzione dell’incognita la quantità in moli di NaOH necessaria a raggiungere l’obiettivo. Essendo NaOH una base forte, essa è completamente dissociata; la concentrazione finale di ioni OH- è quindi determinata dall’eccesso di NaOH.
Per calcolare tale concentrazione basta dividere la quantità in moli di ioni OH- presente nell’eccesso di NaOH per il volume finale di soluzione; esso corrisponde alla somma del volume di HCl, del volume di NaOH necessario a neutralizzarlo e del volume x di NaOH aggiunto in eccesso. Uguagliando l’espressione risultante al valore numerico della concentrazione di ioni OH-, si ottiene un’equazione di primo grado da cui è possibile determinare il valore dell’incognita.
Relazioni e calcoli in dettaglio sono questi:
NaOH(aq) + HCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)
pOH = pKw - pH = 13,90 – 12,50 = 1,40
[OH-] = 10-pOH = 10-1,40 = 4,0·10-2 mol/L
n HCl = M·V = 0,15 mol/L · 0,100 L = 1,5·10-2 mol
n NaOH necessaria per neutralizzare l’acido = n HCl = 1,5·10-2 mol
V NaOH necessario per neutralizzare l’acido = n/M = 1,5·10-2 mol / 0,10 mol/L = 0,15 L
V NaOH in eccesso = x L
n NaOH in eccesso = M·V = 0,10 mol/L · x L = 0,10x mol
n OH- = n NaOH in eccesso = 0,10x mol
Vsoluzione finale = V HCl + V NaOHnecessario per neutralizzare l’acido + V NaOHin eccesso = (0,100 + 0,15 + x) L = (0,25 + x) L
[OH-] = n/V = 0,10x mol/(0,25 + x) L = 4,0·10-2 mol/L
0,10x = 4,0·10-2 · (0,25 + x)
0,10x – 0,04x = 0,01
x = 0,165
V NaOH in eccesso = 0,165 L
V NaOH aggiunto = V NaOH necessario per neutralizzare l’acido + V NaOH in eccesso = (0,25 + 0,165) L = 0,315 L = 315 mL
Ecco fatto…mi auguro che ti risulti tutto chiaro!
