Gioia ha scritto:
Gentile Prof., sono a scriverle per chiederle se può spiegare questo problema che ho per casa.
Calcola il pH dopo il mescolamento di 25,0 mL di una soluzione 0,100 M di stricnina (Kb = 1,0·10-6) con 20,0 mL di una soluzione 0,150 M di HCl (pKw = 13,9). [risposta: 2,0]
La ringrazio anticipatamente.
La spiegazione è questa:
La stricnina, che possiamo indicare per semplicità con la lettera B, è una base debole che reagisce con l’acido cloridrico secondo una normale reazione acido-base. Per sapere qual è il pH dopo il mescolamento delle due soluzioni è necessario calcolare le rispettive quantità in moli. Poiché, come emergerà dai calcoli, l’acido è in eccesso, il pH risultante è acido e il suo valore dipende dalla concentrazione degli ioni H+ rimanenti a fine reazione.
Reazioni e calcoli sono questi:
B(aq) + HCl(aq) → BH+(aq) + Cl-(aq)
n B = M·V = 0,100 mol/L · 25,0·10-3 L = 2,50·10-3 mol
niniziale HCl = M·V = 0,150 mol/L · 20,0·10-3 L = 3,00·10-3 mol
n HCl che reagisce = n B = 2,50·10-3 mol
n HCl in eccesso = niniziale HCl – n HCl che reagisce = (3,00 - 2,50)·10-3 mol = 0,50·10-3 mol
nfinale H+ = n HCl in eccesso = 0,50·10-3 mol
Vfinale = VHCl + VB = (25,0 + 20,0) mL = 45,0 mL
[H+] = nfinale/Vfinale = 0,50·10-3 mol / 45,0·10-3 L = 0,011 mol/L
pH = -log [H+] = -log 0,011 = 1,96
In conclusione, il pH della miscela finale, se lo si esprime con lo stesso numero di cifre significative del risultato atteso, è proprio 2,0.
