PH finale di soluzione di H3PO4 a cui si aggiunge NaOH

[leove91]

A 400 ml di una soluzione di H3PO4 0,12 M si aggiungono 2g di NaOH. calcolare il ph finale (trascurare aumento di volume; ka1=7x10^-3 ka2 6,3x10^-8 ka3=4x10^-13)

[DNAnna]

NaOH una Base Forte e Monovalente che si dissocia in acqua in via completa (quantitativa)

NaOH ---> Na+ + OH-

In questo caso abbiamo 2 g di NaOH che in moli (n = grammi composto : peso molecolare) sono:
nNaOH = 2 g : 40 g/mol = 0,05 mol


La sol. acquosa 0.12 M di H3PO4 (ACIDO FOSFORICO) é in 400 mL da cui ricaviamo le moli:

nH3PO4= 0.12 M * 0,4 L = 0.048 moli di H3PO4

---> PROPORZIONI STECHIOMETRICHE DI REAZIONI
Ora, il lettore confronta le Quantità Molari Iniziali dei Reagenti

nNaOH= 0.05 > 0.048 = nH3PO4

così deduce che la disponibilità iniziale della Base (NaOH) supera quella dell'Acido (H3PO4) : questo é indizio che la Proporzione Stechiometrica della Reazione Acido-Base esegue completamente il 1° Reazione di Neutralizzazione

H3PO4(aq) + NaOH(aq) ---> H2PO4-(aq) + Na+(aq) + H2O(aq)

ma non riesce a completare il 2° Reazione di Neutralizzazione

H2PO4-(aq) + NaOH(aq) ---> HPO4--(aq) + Na+(aq) + H2O(aq)

Quindi la 1° Reazione di Neutralizzazione ha l'effetto di convertire tutto 'H3PO4' in 'H2PO4-' e ciò lo fa consumando una quantità di 'NaOH' in misura uguale alle moli iniziali di 'H3PO4'

nNaOH = nNaOH - nH3PO4 = 0.05 - 0.048 = 0.002 grammo-formule residue di 'NaOH' dopo la 1° Neutralizzazione

e poi procede la 2° Reazione di Neutralizzazione che esaurisce i residui di 'NaOH' nella stessa misura in cui converte parte di 'H2PO4-' in 'HPO4'

nH2PO4- = nH3PO4- nNaOH= 0.048 - 0.002 = 0.046 grammo-ioni residui di 'H2PO4-'
Insomma, le Due Reazioni Acido/Base consentono di determinare le abbondanze delle due specie 'H2PO4-' e 'HPO4--' e si determina il livello di acidità della soluzione dalle proporzioni in cui si accumulano le due specie

[H3O+] = Ka2 * |H2PO4-| / |HPO4--| = [H3O+]= Ka,2 * nH2PO4- / nHPO42-
[H3O+]= 6.3*10-8 * 0.046 / 0.002 = 1,5 * 10-6

pH= - log [H3O+]
pH= 5,8