Esercizi sull'equilibrio acido-base

SISTEMA: acido debole + base forte (quest’ultima in difetto).
ESERCIZIO: 4.98 g di acido fluoridrico (HF) e 2.06 g di NaOH sono sciolti in 500 ml di acqua.
Calcolare il pH.
Si calcola il peso molecolare di HF: 19 g/mol
Si calcola il peso formula di NaOH: 40 g/mol
Si calcolano quindi le concentrazioni molari
[HF] = 0.524 M [NaOH] = 0.103 M
HF è un acido debole mentre OH - è una base forte e quindi reagiscono tra di loro in maniera
completa fino a che il reagente in difetto non si esaurisce. La reazione in gioco è:
HF + OH - F - + H 2O
C M iniziali: 0.524 0.103 0 -
C M finali: 0.421 0 0.103 -
In questa reazione OH - è il reagente in difetto in quanto la sua concentrazione molare iniziale è
inferiore a quella di HF. Alla fine della reazione la concentrazione finale di OH - è quindi 0 M. La
concentrazione finale di HF è uguale a quella iniziale (0.524 M) meno la quota che ha reagito
(0.103 M). Di conseguenza la concentrazione finale di HF al termine di questa reazione è 0.524 –
0.103 = 0.421 M.
Al termine della reazione sono presenti le seguenti specie: HF e F - che sono, rispettivamente, un
acido debole e la sua base coniugata. La soluzione creatasi è quindi una soluzione tampone
governata dalla relazione della K a di HF. Analogamente al caso precedente:
K a =
[F - ]
[HF]
[H 3O + ]
da cui x = 1.43 • 10 -3 e pH = -log [ H3O + ] = -log (1.43 • 10 -3 ) = 2.84
RISULTATO: pH = 2.84
3.5 • 10 -4 =
0.103 • x
0.421
NOTA: Si noti che il sistema creatosi è identico a quello del caso precedente. Nel caso precedente
HF e F - sono aggiunte direttamente in soluzione. In questo caso invece era presente inizialmente
solo HF. Al termine della reazione HF è sempre presente in quanto reagente in eccesso, mentre F - è
generato dalla reazione di HF con OH - . Il risultato è lo stesso, ovvero pH 2.84.
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