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Titolazione, idrolisi e Ka

Titolazione, idrolisi e Ka

Disciplina: Chimica 
Tipo:
Domanda 
di Tiziana Fiorani, 1 Giugno 2012
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


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