Benedetta ha scritto:
Gentile Docente, avrei questo problema.
25 cm3 di un acido debole monoprotico sono titolati con 17,8 cm3 di soluzione di NaOH di 0,096 mol/dm3. Il pH al punto equivalente è 8,33. Calcolare la Ka dell'acido. Purtroppo non mi torna il risultato del libro!
Il problema si risolve così:
Al punto equivalente della titolazione tutto l’acido, che indicheremo con HA per semplicità, è stato neutralizzato dalla base, cioè si è trasformato nel corrispondente sale sodico, NaA, che in soluzione acquosa è dissociato in ioni Na+ e A-. Gli ioni A-, a differenza di quelli Na+, reagiscono con l’acqua per dare idrolisi basica, cioè:
A- + H2O = HA + OH-
La [OH-] si calcola in prima approssimazione con la relazione valida per le basi deboli
[OH-]2 = Kb×Cb
in cui Kb e Cb si riferiscono, rispettivamente, alla costante di ionizzazione basica della specie A- e alla sua concentrazione. Conoscendo il pH al punto equivalente, si può risalire al corrispondente pOH e poi alla [OH-]. Cb si può determinare con i dati della titolazione; al punto equivalente, infatti, sappiamo che la quantità in moli della base monovalente NaOH che è stata aggiunta è uguale alla quantità in moli dell’acido monoprotico HA inizialmente presente in soluzione, da cui a fine titolazione hanno origine altrettanti ioni A-. L’unica incognita che resta nella relazione precedente è Kb della base A-; dal suo valore si risale poi alla Ka dell’acido coniugato HA. Passando ai calcoli si ha:
pOH = 14 – pH = 14 – 8,33 = 5,67 [OH-] = 10-pOH = 10-5,67 = 2,14×10-6 mol/L
n HA = n NaOH = MNaOH×VNaOH = 0,096 mol/dm3×17,8×0-3 dm3 = 1,7×10-3 mol
n A- = n HA [A-] = n/Vtot = 1,7×10-3 mol/(25 + 17,8)×10-3 dm3 = 3,97×10-2 mol/dm3 = Cb
Kb = [OH-]2/Cb = (2,14×10-6)2/3,97×10-2 = 1,15×10-10 Ka = Kw /Kb = 10-14/1,15×10-10 = 8,7×10-5
In conclusione, l’acido monoprotico ha Ka = 8,7×10-5; mi auguro che corrisponda al risultato del libro!
Tag: acidi e basi, acido coniugato, base debole, idrolisi basica, Ka, Kb, pH, pOH, punto equivalente, titolazione