Titolazione, idrolisi e Ka

Benedetta ha scritto:
 
Gentile Docente, avrei questo problema.
 
25 cm3 di un acido debole monoprotico sono titolati con 17,8 cm3 di soluzione di NaOH di 0,096 mol/dm3. Il pH al punto equivalente è 8,33. Calcolare la Ka dell'acido. Purtroppo non mi torna il risultato del libro!
 
Il problema si risolve così:
 
Al punto equivalente della titolazione tutto l’acido, che indicheremo con HA per semplicità, è stato neutralizzato dalla base, cioè si è trasformato nel corrispondente sale sodico, NaA, che in soluzione acquosa è dissociato in ioni Na+ e A. Gli ioni A, a differenza di quelli Na+, reagiscono con l’acqua per dare idrolisi basica, cioè:
 
A+ H2O = HA + OH
 
La [OH] si calcola in prima approssimazione con la relazione valida per le basi deboli
 
[OH]2 = Kb×Cb
 
in cui Kb e Cb si riferiscono, rispettivamente, alla costante di ionizzazione basica della specie A e alla sua concentrazione. Conoscendo il pH al punto equivalente, si può risalire al corrispondente pOH e poi alla [OH]. Cb si può determinare con i dati della titolazione; al punto equivalente, infatti, sappiamo che la quantità in moli della base monovalente NaOH che è stata aggiunta è uguale alla quantità in moli dell’acido monoprotico HA inizialmente presente in soluzione, da cui a fine titolazione hanno origine altrettanti ioni A. L’unica incognita che resta nella relazione precedente è Kb della base A; dal suo valore si risale poi alla Ka dell’acido coniugato HA. Passando ai calcoli si ha:
 
pOH = 14 – pH = 14 – 8,33 = 5,67         [OH] = 10-pOH = 10-5,67 = 2,14×10-6 mol/L
 
n HA = n NaOH = MNaOH×VNaOH = 0,096 mol/dm3×17,8×0-3 dm3 = 1,7×10-3 mol
 

n A= n HA         [A] = n/Vtot = 1,7×10-3 mol/(25 + 17,8)×10-3 dm3 = 3,97×10-2 mol/dm3 = Cb

 

 Kb = [OH]2/Cb = (2,14×10-6)2/3,97×10-2 = 1,15×10-10        Ka = Kw /Kb = 10-14/1,15×10-10 = 8,7×10-5

 

In conclusione, l’acido monoprotico ha Ka = 8,7×10-5; mi auguro che corrisponda al risultato del libro!

       

Per la lezione