Aula di Scienze

Aula di Scienze

Persone, storie e dati per capire il mondo

Speciali di Scienze
Materie
Biologia
Chimica
Fisica
Matematica
Scienze della Terra
I blog
Sezioni
Come te lo spiego
Science News
Interviste
Video
Animazioni
L'esperto di matematica
L'esperto di fisica
L'esperto di chimica
Chi siamo
Cerca

Un articolato equilibrio...

Federico ha scritto: Buonasera, non riesco a risolvere questo esercizio, potreste aiutarmi per favore? Grazie mille in anticipo! Della NaOH solida venne aggiunta ad una soluzione 0,1 M di H2S finché il pH risultò eguale a 12. Calcolare: a) il pH della soluzione iniziale; b) il numero di moli di NaOH aggiunte; c) la concentrazione di tutte le specie nella soluzione finale. Per H2S si può utilizzare pK1 = 9; pK2 = 14. Questa è la risposta: In considerazione del fatto che i calcoli relativi ai punti b) e c) del problema richiedono un livello di approfondimento non usuale in una scuola superiore, mi limito a risolvere il punto a). H2S è un acido debole e diprotico, che in soluzione acquosa va incontro a una doppia ionizzazione, ciascuna con la propria costante di equilibrio. Si tratta quindi di un caso di equilibrio multiplo. Le due ionizzazioni successive sono: H2S + H2O = HS- + H3O+        Ka1 = 1,0 · 10-7   pK1 = 7 (il tuo valore 9 non è valido) HS- + H2O = S2- + H3O+         Ka2 = 1,0 · 10-14 pK2 =14 Nonostante sia un equilibrio multiplo, a causa del valore già bassissimo della Ka1, si può trascurare nel calcolo il contributo del secondo equilibrio e tenere conto solo degli ioni idronio forniti dalla prima ionizzazione. Impostiamo quindi solo l’espressione della costante di equilibrio Ka1:

Ka1 = [HS-][H3O+] / [H2S] = 1,00 · 10-7

Procediamo con il calcolo del pH della soluzione iniziale. La concentrazione degli ioni H3O+ in seguito alla prima ionizzazione si ricava dalla tabella seguente, dove x indica la concentrazione di H2S che si ionizza, che equivale a quella degli ioni idronio prodotti.

Specie

Ciniziale (mol/L)

ΔC (mol/L)

Cfinale (mol/L)

H2S

0,1

-x

0,1 - x

HS-

0

+x

+x

H3O+

0

+x

+x

Impostiamo l’equazione che ci permette di calcolare x, sostituendo i valori nell’espressione della costante di equilibrio:

Ka1 = x2 / (0,1 - x) = 1,00 · 10-7

Dato il bassissimo grado di dissociazione dell'acido, la concentrazione finale di H2S può essere considerata per approssimazione pari a quella iniziale, quindi 0,1 - x si semplifica a 0,1. L’errore commesso è infatti trascurabile. Svolgendo i calcoli si ottiene x = 1,00 · 10 -4 Dato che x indica la concentrazione molare degli ioni idronio prodotti, da questo valore si calcola il pH della soluzione iniziale di H2S:

pH = - log [H3O+] = 4,0

Saresti giunto allo stesso risultato anche applicando la relazione approssimata valida per calcolare [H3O+] in una soluzione di acido debole, cioè [H3O+]2 = Ka1Ca = 0,1 · 10-7 = 10-8.

1 Commenti
L

Lorenzo Osti

07 maggio 2022 alle 15:52

chimica

Rispondi

Devi completare il CAPTCHA per poter pubblicare il tuo commento

Home zanichelli.it Ricerca in catalogo Contatti Home scuola Catalogo scuola Bisogni Educativi Speciali (BES) Formazione docenti Siti dei libri di testo Idee per insegnare in digitale Educazione civica per l'Agenda 2030 ZTE Zanichelli Test Collezioni Crea Verifiche Tutte le prove Verso l'INVALSI Tutti i siti Zanichelli per la scuola Home università Catalogo università Area docenti Area studenti Preparazione test di ammissione ZTE università ZTE UniTutor Collezioni Università Home dizionari Catalogo dizionari Dizionari digitali Dizionari Più Giuridico Manuali e saggi Medico professionale Chi siamo Contatti Area stampa Per acquisti online Filiali e agenzie Privacy e cookie Condizioni d’uso Centro assistenza