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l91 09-20-2011 11:08 AM

Na2SO3 a cui si aggiunge HCl e poi NaOH:pH iniziale e finale
 
salve a tutti sono nuovo nel forum quindi se scrivo qualche assurdità abbiate pietà di me!
Volevo proporre un esercizio che mi sta facendo impazzire da qualche giorno
e vorrei chiedere se qualcuno è in grado di farlo
Vi scrivo la traccia e poi vi dico come l'ho svolto io così magari scopro dove sbaglio

TRACCIA

A 500 mL di una soluzione acquosa 0,20 M in solfito di sodio (Na2SO3) vengono aggiunti prima 145 mL e poi 55 mL di di una soluzione di acido cloridrico (HCl) a pH=0. Successivamente si aggiungono 450 mL di una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) al 2,71% in peso (d=1,029 g/mL). Calcolare il pH della soluzione iniziale di solfito di sodio e di quelle ottenute dopo ogni aggiunta.
Risultati: pH(iniz.) = 10,25; pH(1) = 1,94; pH(2) = 1,42; pH(3) = 13,00

Ecco come ll'ho svolto io:

(iniz.)pH soluzione iniziale:
DATI
n(Na2SO3) = 0,5L*0,2M = 0,1 mol
Ka=1,7*10^-2
imposto la reazione Na2So3 + 2H2O <--> 2NaOH + H2SO3
ho un'drolisi basica perciò
Kb= Kw/Ka = 1,61*10^-8
pOH = -0,5log(0,2*Kb)= 3,75
pH sarà 14-3,75 = 10,25

1 aggiunta (V= 145mL):
DATI
pH=0 --> [H+]=1 M --> n(H+) =n(HCl) = 1M*0,145L=0,145mol
Ka = 1,7*10^-2
imposto la reazione Na2SO3 + 2HCl <--> H2SO3 + 2NaCl
iniz) 0,2 0,145 / / mol
eq) 0,055 / 0,0725 / mol

all'equilibrio ho un acido debole e il suo sale perciò ho un'idrolisi acida
quindi pH = -log(ka*n(acido)/n(base) dove n(base) indica le moli di SO3(2-) = 0,11 mol
quindi ho che pH = 1,95

fin qui ci siamo. adesso iniziano i problemi

2 aggiunta (V= 55mL)
DATI
n(HCl)= 0,055 mol
come prima imposto la reazione Na2SO3 + 2HCl <--> H2SO3 + 2NaCl
iniz) 0,11 0,055 0,0725 / mol
eq) 0,055 / 0,1 / mol

ho ancora una soluzione tampone acida; ripetendo lo stesso ragionamento fatto al punto precedente dovremmo avere n(SO3(2-))= 0,11 mol
perciò si ha che pH = -log(ka*n(acido)/n(base)) = 1,81!

3 aggiunta:
DATI
M(NaOH) = 40 g/mol
n(NaOH) = (450mL*1,029g/mL*0,0271)/40 = 0,314 mol
ora non so più come procedere
so che mi sono dilungato parecchio peròvorrei che mi facesete notare dove ho sbagliato e mi aiutiate sull'ultimo punto non voglio che rifacciate l'esercizio di sana pianta
grazie a tutti per l'aiuto

DNAnna 12-27-2011 02:43 PM

Il solfito di sodio è un elettrolita forte: in soluzione acquosa è completamente dissociato:
Na2SO3 ---> 2Na(+) + SO3(2-)

Lo ione solfito, essendo la base coniugata di un acido debole, dà vita ad una reazione di idrolisi basica.
Le due costanti di dissociazione acida sono:

Ka1 = 1,2*10^-2
Ka2 = 6,2*10^-8
e si riferiscono alla reazione di dissociazione dell'acido solforoso, mentre, partendo dallo ione solfito, dovremo considerare le reazioni inverse, ovvero

SO3(2-) + H2O <---> HSO3- + OH-
Ki = Kw/Ka2 = 1,0*10^-14 / 6,2*10^-8 = 1.6*10^-7 = Kb1
HSO3(-) + H2O <---> H2SO3 + OH-
Ki = Kw/Ka1 = 1,0*10^-14 / 1,2*10^-2 = 8.3*10^-13 = Kb2

Tra le costanti di dissociazione basica c'è una differenza di circa 6 ordini di grandezza: Kb2 è circa 1 milione di volte più piccola di Kb1. L'idrolisi dello ione idrogeno solfito, HSO3(-), la possiamo considerare trascurabile in prima approssimazione, prendendo quindi in considerazione solo il primo equilibrio.

Quindi si procede così:

[OH-] = radice quadrata (Kw/Ka2 * Cs)
Si calcola il pOH e poi da questo calcoliamo il pH:

pH = 14 – pOH

Si devono fare solo tutti i conticini meccanici e ti trovi con i tuoi risultati.


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