Esercizio sul pH

[Sk_Anonymous]

Una soluzione di $H_3COOH$,avente volume di un litro ha concentrazione $0.02 M$. Sapendo che la sua costante di ionizzazione è $k_a=1.80*10^-5$, calcolare quale peso di acetato di sodio,$CH_3COONa$, occorre aggiungere per portare il $pH$ ad un valore superiore di una unità.

[Thomas16]

Si considera che $CH_3COONa$ sia un sale di base forte ed acido debole, di modo che gli ioni $Na^(+)$ non reagiscano con gli ioni $OH^(-)$. A questo punto si hanno insoluzione gli equilibri:

$CH_3COOH+H_2O<=>CH_3COO^(-)+H_3O^(+)$

$H_3O^(+)+OH^(-)<=>2H_2O$

con le loro note costanti di dissociazione, la prima regolata da $K_a$ e la seconda dal fatto che $[H_3O^(+)]*[OH^(-)]=10^(-14)$. Supponiamo che inizialmente l'acqua fosse a PH neutro. A questo punto chiamo $C_1$ la concentrazione iniziale di acido acetico, $C_2$ quella del sale, x le moli che hanno reagito nella prima reazione ed y quelle nella seconda (positivi i numeri da sinistra verso destra):

$[CH_3COOH]=C_1-x$
$[H_3O^(+)]=10^(-7)-y+x$
$[CH_3COO^(-)]=C_2+x$
$[OH^(-)]=10^(-7)-y$

quindi abbiamo le due equazioni:

$K_a=(10^(-7)-y+x)(C_2+x)/(C1-x)$
$10^(-14)=(10^(-7)-y+x)(10^(-7)-y)$

che sono due equazioni in due incognite... variando $C_1$ e $C_2$ si dovrebbe risolvere il quesito...

Non sono bravo in chimica (rispondo appunto per fare esercizio).... và bene, Enea???

[Thomas16]

ei... ma una risposta?

Non sono assolutamente sicuro di quanto ho scritto... in particolare probabilmente avrei dovuto aggiungere anche l'idrolisi dell'acetato nel sistema:

$CH_3COO^(-)+H_2O<=>CH_3COOH+OH^(-)$

ed aggiungere una terza variabile $z$.... con un sistema di 3 equazioni in 3 incognite.

qualcuno???? dove sono finiti i chimici ???

thx

ps: lo so che con approssimazioni il problema si risolve facilmente , ma la sol esatta?

[wedge]

anch'io sono scarso in chimica (e la materia non mi piace eccessivamente)

avrei impostato così il problema: sicuramente trascuriamo l'autoionizzazione dell'acqua essendo 10^-7 << Ka.
possiamo ricavare il pH iniziale ($pH_i$) avendo Ka.

se aggiungiamo ad un acido debole un suo sale abbiamo una soluzione tampone, il cui pH può essere ricavato dall'equazione di Henderson:
$pH=pKa+log(c_s/c_a)$ dove $c_s$ e $c_a$ indicano le concentrazioni di acido e sale.
avendo $c_a$, $pH=pH_i+1$ e $c_a$ possiamo risovere l'equazione rispetto a $c_s$

(probabilmente è un'idiozia.)

[Thomas16]

no no... quanto tu dici dovrebbe essere giusto... ....

solo mi interesserebbe capire come si può risolvere il problema senza alcuna approssimazione (perlomeno impostare un sistema)... l'equazione di Henderson è infatti una approssimazione (se non sbaglio).... cmq grazie wedge... finalmente qualcuno risponde!!