Acido debole, Ka e grado di dissociazione

Domenico ha scritto:

Gent.ma prof.ssa, non riesco a risolvere un problema sulle soluzioni tampone.

Trovare il grado di dissociazione di un acido monoprotico debole (Ka = 1,7×10-4) sapendo che per 100 mL di una sua soluzione acquosa ci vogliono 50 mL di NaOH  0,25 M per raggiungere pH = 4.

Mi sono bloccato dopo aver trovato la concentrazione dell’acido con l’equazione di Henderson-Hasselbach.

 

La risposta è questa:

Conoscendo la concentrazione Ca di un acido debole monoprotico e la sua Ka, è possibile calcolarne il grado di dissociazione α tenendo presente che queste due grandezze sono unite dalla relazione Ka = α2×Ca /(1 – α). Il grado di dissociazione è infatti definito come il rapporto tra le moli di sostanza dissociata, nd, e le moli iniziali, n0, della stessa sostanza, cioè α = nd / n0. Se in soluzione sono state introdotte n0 moli di acido debole HA, ne dissoceranno nd = α×n0 e, all’equilibrio, ne rimarranno indissociate (n0nd) moli, cioè (n0 – α×n0) = n0×(1 – α) moli. Le moli all’equilibrio di A e H+ saranno invece uguali a nd, cioè a α×n0.

Se si indica con V il volume di soluzione e con Ca il rapporto n0 /V, cioè la concentrazione molare iniziale dell’acido, si avranno all’equilibrio le seguenti concentrazioni:

[HA] = Ca×(1 – α)          [A] = [H+] = α×Ca

Sostituendo queste espressioni nella relazione che definisce la Ka si ottiene la relazione, riportata all’inizio, con cui è possibile risolvere il problema.

Lascio a te i calcoli…. Buon lavoro!    

Per la lezione