Calcolare il pH dopo aggiunta di NaOH all'acido fosforico

Partendo dalla soluzione iniziale di 0.300 L di acido fosforico 0.1 M, (Ka1=6.9x10^-3;Ka2=6.2x10^-8;Ka3=4.8x10^-13
calcolare il:

a) volume di NaOH 0.25 M da aggiungere per avere pH=7.21
b)pH dopo l'aggiunta di 0.09 L di NaOH 0.25 M alla soluzione iniziale
c)pH dopo aggiunta di 0.270 L di NaOH 0.25 M alla soluzione iniziale.

Ciao Framape ti riporto il 3 caso che è il più complesso.

La reazione di neutralizzazione dell'acido fosforico avviene in fasi successive secondo le reazioni:
1) H3PO4 + NaOH → Na+ + H2O + (H2PO4)−
2) (H2PO4)− + NaOH → Na+ + H2O + (HPO4)2−
3) (HPO4)2− + NaOH → Na+ + H2O + (PO4)3−

Calcoliamo le moli di OH- e di acido fosforico.

n0H=0,25X0,27=0.0675
nH3P04=0,03

Quindi l'idrossido è sufficiente a portare a termine la terza reazione e quindi la completa neutralizazione dell'acido triprotico.

Alla fine in soluzione abbiamo 0,0375 moli di sale Na2PO4 in 0,57L.
Il sale la cui concentrazione 0,0375/0,57=0,066 darà vita alle tre reazioni di idrolisi basica:
H2O + (PO4)3− = ΟΗ− + (HPO4)2− Ki1=Kw/Ka3 = 0.45
H2O + (HPO4)2− = OH− + (H2PO4)− Ki2=Kw/Ka2 = 1.61·10−7
H2O + (H2PO4)− = OH− + H3PO4 Ki3=Kw/Ka1 = 1.34·10−12

Dato il valore delle tre costanti di idrolisi basica si deduce che la concentrazione OH- è data dalla prima reazione.
Ki1= [ΟΗ−][(HPO4)2−]/[(PO4)3−] ovvero Ki1 = [ΟΗ−]2/(C − [ΟΗ−]) dove
C è la concentrazione 0,066.

Risolvendo l'equazione di 2 grado :[ΟΗ−]2 + Ki1 [ΟΗ−]− Ki1 C = 0 in OH
ottiene due valori, naturalmente solo quello positivo ha senso.

Dal POH il complementare a 14 ti da il valore del PH.