Additività dei volumi:variazione pH in soluzione CH3COOH+HCl

[nonesperto]

Se a 0,5 L di una soluzione di acetato di sodio 0,2 M vengono aggiunti 0,25 L di una soluzione 0,15 M di HCL, quale sarà la variazione del pH? (assumete additività dei volumi)

[DNAnna]

pH dell'acetato di sodio a reazione con l'acqua:
CH3COO-+H2O<-->CH3COOH+ OH-
0,2
0,2-x____________ x _________x

Facendo la legge di azione di massa otterrò:

x^2/(0,2-x)= Kb
x^2/0.2-x= 5.5 10^-10

Svolgendo l'equzione conosciamo il valore del pOH che è 4,97.
Da qui ricaviamo il pH:
pH = 14 – pOH
pH= 9,03

Tenuto conto che il sodio acetato e l'acido cloridrico reagiscono nel rapporto molare 1:1 si può scrivere:
0,25 * 0,15 = 0,2 * X
dove X è il volume di sodio acetato che reagisce.

Tale volume è uguale a 187,5 mL.

Rimane quindi presente 500 - 187,5 = 312,5 mL di soluzione di sodio acetato originale.

Ma ora il volume è di 750 mL, per cui la nuova molarità è ora uguale a:
0,2/(750/312,5) = 0,083333 M

Facciamo un ragionamento simile per l'acido acetico, dove sappiamo già che si forma 250 mL a 0,15M quindi :
0,15/(750/250) = 0,05M

Dopo mescolamento siamo quindi in presenza di un tampone acetico il cui pH è dato dalla seguente formula:
pH = pKa + log Csale - log Cacido
pH = 1,8 x 10^-5 + log 0,083333 - log 0,05

pH = 4,05