HOCH2COOH + H2O = HOCH2COOH + H3O+
Ka = 10-pKa = 10-3,83 = 1,5∙10-4
Dapprima occorre calcolare la concentrazione dell'acido dopo la miscelazione delle due soluzioni:[HOCH2COOH] = (M1∙V1 + M2∙V2) / (V1 + V2) = (0,01 mol/L∙0,2 L + 0,04 mol/L∙0,3 L) / (0,2 L + 0,3 L) = 0,028 M
Tale valore corrisponde alla concentrazione iniziale dell'acido, mentre all'equilibrio si avranno le seguenti concentrazioni:[HOCH2COOH]eq = (0,028 - x) M
[HOCH2COO-]eq = [H3O+]eq = x M
Inserendo tali valori nell’espressione della costante acida, ti consiglio di effettuare i calcoli risolvendo l'equazione di secondo grado, perché la concentrazione dell'acido non è così alta e il valore della Ka non è così piccolo da giustificare la scelta di trascurare la x presente nella somma al denominatore.Ka = [HOCH2COO-] [H3O+] / [HOCH2COOH]
1,5∙10-4 = x2 / (0,028 - x)
Tralasciamo il valore di x negativo e scegliamo come soluzione x = 2,0∙10-3 M. Questa è la concentrazione degli ioni idrogeno presenti in soluzione, che utilizziamo per calcolare il pH:pH = -log [H3O+] = -log 2,0∙10-3 = 2,70
La soluzione finale di acido idrossiacetico ha quindi pH pari a 2,70.