Ciao,
per calcolare il pH delle soluzioni, dobbiamo considerare il comportamento degli acidi e delle basi presenti. In questo caso, l'acido cloridrico (HCl) è un forte acido che si dissocia completamente in soluzione, mentre l'acetato di sodio (CH3COONa) è un sale che si dissocia parzialmente.
Partiamo dal primo punto:
a) Mescolando volumi uguali delle due soluzioni iniziali, avremo una soluzione in cui l'acido cloridrico (HCl) si dissocia completamente, fornendo 0.080 M di ioni H+ (acidi) in soluzione. L'acetato di sodio (CH3COONa) si dissocia parzialmente, fornendo 0.120 M di ioni acetato (base coniugata dell'acido acetico) in soluzione.
Poiché l'acetato (CH3COO-) è una base coniugata debole, possiamo considerare la reazione di idrolisi:
CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OH-
L'equilibrio è spostato verso sinistra, ma una piccola quantità di idrolisi avviene, producendo ioni OH- in soluzione. Possiamo trascurare la concentrazione di OH- prodotti rispetto all'acido acetico iniziale.
Pertanto, possiamo considerare che la concentrazione di ioni acetato (CH3COO-) in soluzione rimane praticamente invariata a 0.120 M. Dato che i volumi di A e B sono uguali, avremo una concentrazione totale di ioni acetato di 0.120 M in soluzione.
Ora, dobbiamo considerare l'equilibrio dell'acido acetico (CH3COOH) che si dissocia parzialmente in soluzione:
CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-
L'equilibrio è spostato verso sinistra, ma possiamo considerare che solo una piccola quantità di acido acetico si dissocia. Quindi, possiamo trascurare la concentrazione di H+ proveniente dall'acido acetico rispetto alla concentrazione di ioni H+ forniti dall'acido cloridrico.
Quindi, nella soluzione ottenuta mescolando i volumi uguali di A e B, avremo una concentrazione di ioni H+ di 0.080 M (dall'HCl) e una concentrazione di ioni acetato (CH3COO-) di 0.120 M (dal CH3COONa).
Per calcolare il pH, possiamo utilizzare l'equazione del pH:
pH = -log[H+]
Quindi, nel caso a), il pH sarà:
pH = -log(0.080) = 1.10
Ora passiamo al secondo punto:
b) In questo caso, abbiamo volumi diversi di A e B. Possiamo calcolare la concentrazione totale di ioni H+ e ioni acetato (CH3COO-) in soluzione utilizzando la diluizione.
Dato che i volumi sono 750.0 mL di A e 500.0 mL di B, possiamo calcolare le concentrazioni effettive come segue:
Concentrazione ioni H+ = (0
.080 M * 750.0 mL) / (750.0 mL + 500.0 mL)
= (0.080 M * 750.0) / (1250.0)
= 0.048 M
Concentrazione ioni acetato (CH3COO-) = (0.120 M * 500.0 mL) / (750.0 mL + 500.0 mL)
= (0.120 M * 500.0) / (1250.0)
= 0.048 M
Quindi, avremo una concentrazione di ioni H+ di 0.048 M e una concentrazione di ioni acetato (CH3COO-) di 0.048 M nella soluzione ottenuta mescolando 750.0 mL di A con 500.0 mL di B.
Il pH sarà calcolato come:
pH = -log(0.048) = 1.32
Quindi, nel caso b), il pH sarà 1.32.
|