Ciao,
per risolvere questo problema, dobbiamo considerare la reazione tra l'acido idrossiacetico (HOCCH₂COOH) e l'idrossido di potassio (KOH) equimolare.
L'acido idrossiacetico è un acido carbossilico debole e può essere rappresentato come segue:
HOCCH₂COOH ⇌ H⁺ + OCCH₂COO⁻
L'idrossido di potassio, KOH, è una base forte e si dissocia completamente in soluzione acquosa:
KOH → K⁺ + OH⁻
Nella reazione di titolazione, l'idrossido di potassio reagirà con l'acido idrossiacetico in un rapporto 1:1, quindi il punto di equivalenza corrisponderà alla completa neutralizzazione dell'acido. In altre parole, l'acido idrossiacetico sarà completamente convertito nel suo sale, l'acetato.
Poiché la concentrazione di acido idrossiacetico è 0,05 M e la reazione è 1:1, la concentrazione di ione acetato (OCCH₂COO⁻) nel punto di equivalenza sarà anche 0,05 M.
Per calcolare il pH nel punto di equivalenza, dobbiamo prendere in considerazione la reazione dell'acetato (OCCH₂COO⁻) con l'acqua:
OCCH₂COO⁻ + H₂O ⇌ HOCC₂COOH + OH⁻
Inizialmente, la concentrazione di OH⁻ sarà determinata dalla dissociazione dell'acqua. A 25 °C, la costante di dissociazione dell'acqua (Kw) è di 1,0 x 10⁻¹⁴ M². Quindi, supponendo che la concentrazione di OH⁻ sia x, possiamo scrivere:
x² = Kw = 1,0 x 10⁻¹⁴
Risolvendo per x, otteniamo:
x ≈ 1,0 x 10⁻⁷ M
Poiché la reazione dell'acetato con l'acqua è in equilibrio, supponiamo che la concentrazione di OH⁻ sia ancora x e la concentrazione di acido acetico (HOCC₂COOH) sia anche x.
Applicando il principio di conservazione della carica per l'equilibrio dell'acetato, otteniamo:
[H⁺] = [OH⁻] + [HOCC₂COOH]
Sostituendo i valori noti, otteniamo:
[H⁺] = (1,0 x 10⁻⁷) + (1,0 x 10⁻⁷) ≈ 2,0 x 10⁻⁷ M
Poiché il pH è definito come il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno, possiamo calcolare il pH nel punto di equivalenza:
pH = -log[H⁺] ≈ -log(2,0 x 10⁻⁷) ≈ 6,70
Quindi, il pH di una soluzione 0,05 M di acido idrossiacetico al punto di equivalenza, quando viene titolato con KOH equimolare, sarà approssimativamente 6,70.
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