Quale pH soluzione acido idrossiacetico al punto d’equivalenza?

Buongiorno a tutti, potreste aiutarmi a risolvere i seguenti problemi? Grazie!

Titolazione acido-base
Qual è il pH di una soluzione 0.05 M di acido idrossiacetico (o acido glicolico) al punto d’equivalenza quando viene titolato con KOH equimolare? (pKa = 3,83)

Ciao,
per determinare il pH al punto di equivalenza, dobbiamo considerare la reazione tra l'acido idrossiacetico (C2H4O3) e il KOH (potassa caustica) equimolare. La reazione chimica è la seguente:

C2H4O3 + KOH -> C2H4O3K + H2O

Poiché l'acido idrossiacetico è un acido debole, si dissocia solo parzialmente in soluzione acquosa. Al punto di equivalenza, la quantità di KOH aggiunta è sufficiente per neutralizzare completamente l'acido idrossiacetico.

Inizieremo calcolando la concentrazione di ione idrossido (OH-) fornita da una soluzione di KOH equimolare. Dal momento che la concentrazione di KOH è la stessa dell'acido idrossiacetico, la concentrazione di OH- sarà uguale a 0.05 M.

Ora, per determinare il pH al punto di equivalenza, dobbiamo calcolare la concentrazione di ione idrogeno (H+). Poiché l'acido idrossiacetico è un acido debole, possiamo utilizzare l'equazione del pKa per calcolare la concentrazione di H+ all'inizio della titolazione:

pKa = -log[H+]

Possiamo riscrivere questa equazione come:

[H+] = 10^(-pKa)

Sostituendo il valore del pKa dell'acido idrossiacetico (pKa = 3.83) nella formula, otteniamo:

[H+] = 10^(-3.83)

Calcolando il valore, otteniamo [H+] = 5.15 x 10^(-4) M.

Poiché la reazione è 1:1 tra l'acido idrossiacetico e il KOH, la concentrazione di H+ all'equivalenza sarà uguale alla concentrazione di OH-, cioè 0.05 M.

Adesso possiamo calcolare il pH al punto di equivalenza utilizzando l'equazione del pH:

pH = -log[H+]

Sostituendo la concentrazione di H+, otteniamo:

pH = -log(0.05) ≈ 1.3

Quindi, il pH della soluzione al punto di equivalenza sarà approssimativamente 1.3.

Ricorda che questo calcolo assume che l'acido idrossiacetico e il KOH siano completamente ionizzati. Inoltre, il pH effettivo potrebbe variare leggermente a causa di fattori come la temperatura e la presenza di altri componenti nella soluzione.