La pressione osmotica di 200 mL di una soluzione di acetato di sodio a 335 K ¨¨ risultata essere 6.45 atm.Calcolare i mL di acido cloridrico 0.011 N necessari affinchè la soluzione risultante abbia un pH di 7.20 (KaCH3COOH=1.76 * 10 -5 )
l'acetato di sodio è un sale basico quindi prima si dissocia in ioni: ________CH3COONa --> CH3COO- + Na+ inizio)_______C°__________0______0__ fine)________0___________C°_____C°__
poi il suo anione dà idrolisi basica: ________CH3COO- + H2O = CH3COOH + OH- inizio)______C°______/________0______0__ equil.)_____C°-X_____/________X______X__
con X*X/(C°-X) = Ki = Kw/Ka = 10^-14/(1.76*10^-5) = 5.68*10^-10 ma anche C°-X + X + X + C° = Ctotale = 2*C°+X = Posm/(RT) = 6.45/(0.082*335) = 0.235 M
quindi abbiamo un sistema di 2 equazioni in 2 incognita da risolvere: (1)X^2/(C° -X) = 5.68*10^-10 (2)2*C°+X = 0.235
trascurando X rispetto a C°, (poi controlliamo) (1)X^2/C° = 5.68*10^-10 (2)2*C°= 0.235 quindi C° = 0.235/2 = 0.1174M e X = radiceQ(5.68*10^-10*0.1174) = 8.2*10^-6 << C° quindi l'approssimazione era valida.
Dopo l'aggiunta di HCl il pH è ancora basico quindi l'HCl deve essere aggiunto in difetto: 200mL di [CH3COO-] = 0.1174 M + XmL di [HCl] = 0.011 N o M (poichè è monovalente) = (200+X)mL di [CH3COO-] = 0.1174*200/(200+X) + [HCl] = 0.011*X/(200+X)
avviene la reazione acido base CH3COO- + HCl --> CH3COOH + Cl- con HCl in difetto (quindi si consuma tutto) mentre rimarrà [CH3COO-] = 0.1174*200/(200+X) - 0.011*X/(200+X) = (23.48-0.011X) / (200+X), e si formerà [CH3COOH] = 0.011X / (200+X) abbiamo dunque un tampone dove [H+] = 10^-pH = Ka*[CH3COOH]/[CH3COO-] cioè 10^-7.2 = 1.76*10^-5*0.011*X/(23.48-0.011*X) da cui X = 7.62mL