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Un problema da risolvere

Noemi vuole sapere quanti grammi di acetato di sodio devono essere aggiunti a 1 L di acido acetico 0,1 M per ottenere una soluzione a pH 4,5.
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Noemi ha scritto: Ho trovato difficoltà con questo esercizio... Quanti grammi di acetato di sodio, NaCH3CO2, devono  essere aggiunti a 1,0 L di acido acetico 0,1 M per ottenere una soluzione a pH 4,5?   Rispondo così: L’acetato di sodio in soluzione acquosa dissocia in ioni CH3COO- e Na+; dopo l’aggiunta del sale, in soluzione sono quindi contemporaneamente presenti quantità rilevanti sia di acido sia della sua base coniugata, che sono legate dalla relazione della Ka. Pertanto, dopo aver ricavato la [H+] dal valore del pH desiderato, puoi calcolare il rapporto Ca/Cs, con Ca = concentrazione (approssimata) dell’acido CH3COOH non ionizzato e Cs = concentrazione della sua base coniugata CH3COO- proveniente (quasi del tutto) dal sale disciolto.

[H+] = 10-pH = 10-4,5 = 3,16·10-5 M    

Ka = [H+]·[CH3COO-] / [CH3COOH]

[H+] =  Ka · Ca/Cs     Ca/Cs = [H+]/Ka = 3,16·10-5/1,8×10-5 = 1,76

Affinché il pH della soluzione sia 4,5, il rapporto tra la concentrazione dell’acido acetico e la concentrazione della sua base coniugata, CH3COO-, deve quindi essere 1,76. Poiché la concentrazione dell’acido è 0,10 M, e si può considerare che non vari anche dopo l’aggiunta in soluzione del sale solido, è possibile stabilire quale debba essere la concentrazione del sale:

Ca /Cs = 1,76        Cs = Ca /1,76 = 0,10 / 1,76 = 0,057 mol/L

In un litro di soluzione è quindi necessario disciogliere 0,057 mol di acetato di sodio, NaCH3CO2; moltiplicando tale valore per la massa molare dell’acetato di sodio, si ottiene la massa richiesta:

m NaCH3CO2 = n · mmolare = 0,057 mol · 82,0343 g/mol = 4,68 g

In conclusione, la massa di acetato di sodio da aggiungere a 1,0 L di acido acetico 0,1 M per ottenere una soluzione a pH 4,5 è pari a 4,7 g.

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