Calcolare i grammi di idrossido di sodio che bisogna aggiungere ad 1 L di una soluzione 1,0 M di acido fluoridrico per ottenere una soluzione con pH 4.5
Soluzione:
L’acido fluoridrico è un acido debole (pKA = 3.2) , e l’idrossido di sodio una base forte. La loro reazione è: HF + OH– → F– + H2O
Il pH finale è acido, quindi la base dev’essere il reagente limitante e la soluzione finale dev’essere un tampone.
Nei tamponi, possiamo calcolare il pH usando l’equazione di Henderson-Hasselbalch: pH = pKA + log (CB/CA) [1]
Nel nostro caso, CB corrisponde alla concentrazione di base F– prodotta dalla reazione; CA alla concentrazione di HF residua al termine della reazione. Poiché la stechiometria della reazione è 1:1, chiamata X la concentrazione di idrossido incognita possiamo dire che CB = X e CA = 1.0 – X
Se sostituiamo in [1], otteniamo: 4.5 = 3.2 + log [ (1-X)/X]
e da questa equazione calcolare la concentrazione di idrossido, pari a 0.05 M.
Per ottenere la massa, moltiplichiamo la concentrazione per il volume e per la massa molare:
m = 0.05 * 1 * 40 = 2 g
NOTA: il pH finale è lontano dal pKA dell’acido debole (più di 1 unità), pertanto la soluzione proposta presenta un errore non trascurabile. Una soluzione migliore esiste, ovviamente, ma richiede di applicare tecniche studiate nei corsi di Chimica Analitica.
Chiaro? Se non lo è, scrivi i tuoi dubbi come commento!