Come calcolare il pH di una soluzione di solfito di sodio?

[Albi02]

Salve a tutti, qualcuno potrebbe aiutarmi con questo esercizio per favore?
punto 1: Calcolare il pH di una soluzione di solfito di sodio 0.10 M.
(Le costanti di acidità per l’acido solforoso sono Ka1 = 1.7·10-2 e Ka2 = 6.2·10-8).
punto 2: Supponete che 3.65 g di acido cloridrico siano aggiunti a 1.00 L della soluzione precedente.
Calcolare il pH della soluzione risultante.

[manuel]

Ciao,
Certamente: iniziamo con il punto 1:

1. Calcolo del pH della soluzione di solfito di sodio 0.10 M:

Il solfito di sodio, Na2SO3, può essere considerato come una base coniugata dell'acido solforoso, H2SO3. Per calcolare il pH di una soluzione di solfito di sodio, dobbiamo tenere conto della dissociazione dell'acido solforoso.

L'acido solforoso si dissocia in due step:

H2SO3 ⇌ H+ + HSO3-
HSO3- ⇌ H+ + SO3^2-

La costante di acidità Ka1 corrisponde alla dissociazione del primo idrogeno, mentre Ka2 corrisponde alla dissociazione del secondo idrogeno. Dato che il solfito di sodio è una base coniugata dell'acido solforoso, possiamo utilizzare la relazione di equilibrio per calcolare la concentrazione di ioni idrogeno (H+), e quindi il pH.

Prima di calcolare il pH, dobbiamo determinare la concentrazione di ioni idrogeno (H+) nella soluzione. Consideriamo il primo step di dissociazione:

H2SO3 ⇌ H+ + HSO3-

La concentrazione iniziale di H2SO3 è 0.10 M, ma l'acido solforoso è un acido debole, quindi assume un grado di dissociazione "x". All'equilibrio, la concentrazione di H+ sarà anche "x", mentre la concentrazione di HSO3- sarà 0.10 - x (poiché viene consumato per produrre H+). Applicando la relazione di equilibrio, otteniamo l'equazione:

Ka1 = [H+][HSO3-] / [H2SO3]

1.7·10^-2 = x * (0.10 - x) / 0.10

Risolvendo questa equazione algebrica, otteniamo il valore di "x", che rappresenta la concentrazione di ioni idrogeno (H+). Poi possiamo calcolare il pH utilizzando la formula:

pH = -log[H+]

Ora procediamo con i calcoli:

Ka1 = [H+][HSO3-] / [H2SO3]
1.7·10^-2 = x * (0.10 - x) / 0.10

Risolvendo l'equazione, otteniamo un valore di "x" pari a 0.0324 M. Quindi, la concentrazione di ioni idrogeno (H+) è 0.0324 M.

Ora calcoliamo il pH:

pH = -log[H+]
pH = -log(0.0324)
pH ≈ 1.49

Quindi, il pH della soluzione di solfito di sodio 0.10 M è approssimativamente 1.49.

Passiamo ora al punto 2:

2. Calcolo del pH della soluzione risultante dopo l'aggiunta di 3.65 g di acido cloridrico:

Prima di procedere con

i calcoli, dobbiamo determinare la concentrazione di acido cloridrico (HCl) nella soluzione.

La massa di acido cloridrico è 3.65 g, e dobbiamo convertirla in moli. Per fare ciò, utilizziamo la massa molare dell'HCl, che è 36.46 g/mol:

Moli di HCl = massa di HCl / massa molare di HCl
Moli di HCl = 3.65 g / 36.46 g/mol
Moli di HCl ≈ 0.100 mol

Poiché abbiamo aggiunto 0.100 mol di HCl a 1.00 L della soluzione di solfito di sodio, la concentrazione finale di H+ sarà 0.100 M. Quindi, possiamo calcolare il pH utilizzando la stessa formula:

pH = -log[H+]
pH = -log(0.100)
pH = 1

Quindi, il pH della soluzione risultante dopo l'aggiunta di 3.65 g di acido cloridrico è 1.

[Albi02]

Grazie mille per l'aiuto!