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Il pH di una soluzione di acido dicloroacetico

Sara mi chiede come si calcolano il pH di una soluzione 0,100 M di acido dicloroacetico e la concentrazione di tutte le specie all'equilibrio.
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Sara ha scritto: Salve, sono in difficoltà con questo problema. E' data una soluzione 0,100 M di acido dicloroacetico (Ka = 0,0501). Calcolare il pH della soluzione e la concentrazione di tutte le specie all'equilibrio.   Il problema si risolve così: L'acido dicloroacetico ha formula CHCl2COOH e come tutti gli acidi carbossilici dà origine ad un equilibrio di dissociazione, regolato dalla costante acida:

CHCl2COOH + H2O = CHCl2COO- + H3O+

Quindi, consideriamo le seguenti concentrazioni iniziali e quelle all'equilibrio:

[CHCl2COOH]in = 0,100 M                      [CHCl2COO-]in = [ H3O+]in = 0 M

[CHCl2COOH]eq = (0,100 - x) M              [CHCl2COO-]eq = [ H3O+]eq = x M

Riportando i valori di concentrazione all'equilibrio all'interno della costante acida si ha:

Ka = [CHCl2COO-] ∙ [ H3O+] / [CHCl2COOH]

0,0501 = x2 / (0,100 - x)

Ti consiglio di risolvere per intero l'equazione di secondo grado, senza trascurare la x presente a denominatore, perché il valore della costante acida non è sufficientemente basso da giustificare tale scelta. Al termine della risoluzione, escludi ovviamente il valore negativo, dal momento che si tratta della concentrazione di ioni presenti in soluzione! Si ricava x = 0,0500 M, da cui

[CHCl2COOH]eq = (0,100 - 0,050) M = 0,0500 M              [CHCl2COO-]eq = [ H3O+]eq = 0,0500 M

Per quanto riguarda il calcolo del pH:

pH = -log [H3O+] = -log 0,0500 = 1,301

Tutti i risultati sono espressi tenendo conto del corretto numero di cifre significative. Buon lavoro!

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