Concetti Chiave
- Il pH di una soluzione tampone può essere calcolato utilizzando l'equazione di Handerson-Hasselbalch, che considera il rapporto tra le concentrazioni di acido e base coniugata.
- Per una soluzione tampone di sodio acetato e acido acetico, con pKa di 4,75 e concentrazioni di 0,04M e 0,08M, il pH risulta circa 4,45.
- L'aggiunta di una base forte come NaOH riduce la concentrazione di acido acetico e aumenta quella dell'acetato, influenzando il pH della soluzione.
- Quando il rapporto tra [A-] e [HA] è pari a 1, il pH coincide con il pKa, poiché il logaritmo del rapporto è zero.
- Le variazioni di pH in una soluzione tampone possono essere calcolate considerando le moli di acido e base presenti prima e dopo l'aggiunta di sostanze chimiche.
Se [A-]=[HA] il loro rapporto è 1, il logaritmo è 0, pH=pKa
Calcolo del pH di una soluzione tampone
Qual è il calcolo del pH di una soluzione tampone?
Calcolare il pH di una soluzione tampone contenente sodio acetato 0.04M e acido acetico 0.08M
1. Scrivere l'equilibrio della reazione sapendo che la pKa è 4,75: CH2OOH + H2O—> H3O+ + CH2OO+
2. Scrivere l’equazione di Handerson-Esselbach: pH=4.75+log(0.04/0.08)≅4.45
(I calcoli possono non essere precisissimi perchè non tengono conto delle interazioni fra gli ioni)
Calcolo del pH di un tampone all’aggiunta di base forte
Calcolo del pH con base forte
A 500ml della soluzione dell’esempio 1 si sono aggiunti 1.2g di NaCl (0.03mol di OH-). Calcolare il pH della soluzione così modificata e la sua variazione (si considera che il volume sia immutato).
• si calcolano le moli di acido acetico presenti: 0.08 mol: 1l=x moli : 0.5l —>x=0.04 mol
• la NaOh aggiunta reagisce con l’acido aceito
• dato che abbiamo 0.03 moli di NaOh, reagiscono altrettante moli di acido acetico, che è quindi ora presente in 0.01 moli (0.04-0.03=0.01), che quindi in 500ml è una concentrazione 0.02M.
• la molarità della base acetato era 0.04 (dall’esercizio 1) quindi 0.02 moli in 500ml
• dato che è stato aggiunto OH- tale quantità passa a 0.02+0.03=0.05mol, che in 500 ml danno 0.1M
• scrivo l’equazione di Ka e metto i dati relativi in tabella
Domande da interrogazione
- Come si calcola il pH di una soluzione tampone?
- Qual è l'effetto dell'aggiunta di una base forte sul pH di una soluzione tampone?
- Quali sono i passaggi per calcolare il pH dopo l'aggiunta di NaOH a una soluzione tampone?
Il pH di una soluzione tampone può essere calcolato utilizzando l'equazione di Handerson-Hasselbalch, che per il sistema sodio acetato e acido acetico è pH = pKa + log([A-]/[HA]). Nel caso specifico, con pKa di 4,75 e concentrazioni di 0,04M e 0,08M, il pH risulta essere circa 4,45.
L'aggiunta di una base forte, come NaOH, riduce la concentrazione dell'acido presente nella soluzione tampone. Nel caso analizzato, l'aggiunta di 1,2g di NaCl ha portato a una diminuzione dell'acido acetico da 0,04 mol a 0,01 mol, aumentando la concentrazione della base acetato a 0,05 mol in 500 ml, il che modifica il pH della soluzione.
Per calcolare il pH dopo l'aggiunta di NaOH, è necessario determinare le moli di acido acetico presenti, calcolare le moli di NaOH aggiunte e sottrarle dalle moli di acido. Successivamente, si aggiornano le concentrazioni di acido e base nella soluzione e si applica nuovamente l'equazione di Handerson-Hasselbalch per ottenere il nuovo pH.
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