pH con acidi poliprotici: neutralizzazione, tampone e idrolisi

Un litro di soluzione 0.120M di acido fosforico viene portata a pH 7.20 con NaOH solido. Calcolare la massa di base forte che è stata aggiunta.

Per l'H₃PO₄ K_a1=7,25∙10^-3, K_a2 = 6,23∙10^-8, K_a3= 2,20∙10^-13. Risultato: mNaOH=7,18g.

Cari studenti, ci avete mai fatto caso che il pH di un tampone acido è vicino all'esponente della K_a? => questo nostro pH 7,2 è dovuto ad un tampone con K_a2.

Vediamo:

prima di tutto neutralizzazione:

_____H₃PO₄______+_______OH^-__-->__H₂PO₄^-__+__H₂O

n_i0,120M∙1L=0,12n_________n_________-

_____difetto_____________eccesso#

n_f______-________________n-0,12_____0,12n

#deve risultare in eccesso OH^-, xké in tal modo poi, grazie alla seguente ulteriore neutralizzazione possano poi rimanere i 2 coniugati della K_a2!!!tutto qui, questo è il trucco!

Infatti altra neutralizzazione:

____ H₂PO₄^-____+__OH-__->__HPO₄^2-__+__H₂O

n_i____0,12_______n-0,12_______-

n_f_0,12-( n-0,12)____-________n-0,12

finalmente il tampone con K_a2:

________H₂PO₄^-____+__H₂O__<=>__HPO₄^2-__+___H₃O⁺

M_i_[0,12-( n-0,12)]/1L____________[n-0,12]/1L

M_eq[0,12-( n-0,12)]/1L-x__________[n-0,12]/1L-x___10^-7.2dal pH7,2dal testo!

K_a2= 6,23∙10^-8 = [n-0,12] ∙ 10^-7.2/ [0,12-( n-0,12)]

da cui trovi n OH^- = 0,1795n∙40_{(PM NaOH )} = 7,18g.

"Neutralizzazione di anione anfotero, 

e successiva idrolisi dell'anione bivalente ottenuto":

500 mg di NaOH sono aggiunti a 0.500 L di una soluzione 0.0205M di NaHCO₃. Calcolare il pH della soluzione risultante (il volume non cambia).

Per H₂CO₃K_a1= 4.30∙10^-7 e K_a2=5.61∙10^-11. Risultato pH = 11.714
cordiali saluti e ringraziamenti.

Neutralizzazione:

_________HCO₃^-_________+______OH^-___->________CO₃^2-___+__H₂O

n_i_ 0.0205M∙0,5L=0,01025n______0,0125n

n_f_________-____________0,0125-0,01025=0,00225___0,01025n

equilibrio idrolisi:

______CO₃^2-_____+____H₂O__<=>__HCO₃^-__+____OH^-

M_i0,01025n/0,5L=0,0205M___________-____ 0,00225/0,5L=0.0045M

M_eq 0,0205M-x_____________________x_________0.0045M+x

K_i CO₃^2- =K_w/K_a2=1,78∙10^-4 ….. da cui x=6,76∙10^-4

[OH^-]_eq=0.0045M+x=5,176∙10^-3 M e pH = 11,714.

Gentile professoressa,

sono una studentessa del primo anno di C.T.F. e non riesco a risolvere questo esercizio:

"A ritroso in 2 neutralizzazioni successive di anione trivalente (da acido triprotico), sapendo il pH della soluzione tampone finale".

Un sale Na₃A è mescolato con HCl 0,5 M. Sapendo di avere 50 mL di Na₃A 0,1 M (K_a1=10^-2 K_a2=10^-7K_a3=10^-12) che Volume di HCl si deve aggiungere per ottenere un pH=7,3?

Ho impostato l'esercizio come è stato svolto a lezione ma il risultato è completamente sbagliato.
La ringrazio in anticipo!

L'acido triprotico a cui si riferiscono le 3 K_a, è chiaramente H₃A.

# Dobbiamo ottenere un pH intorno a 7, che è compatibile con un tampone in K_a2,

quindi ci devono rimanere i due coniugati H₂A^-e HA^2- :

Neutralizzazione:

_________A^3-______+______H⁺___-->_____HA^2-

n_i__0,1M∙0,05L=0,005n___0,5M∙V

_______difetto__________eccesso#

n_f_______-____________0,5V-0,005_____ 0,005n

altra neutralizzazione:

_____HA^2-___+______H⁺____-->_{__}H₂A^-

n_i__0,005n_______0,5V-0,005_____-

___eccesso________difetto

n_f0,005-(0,5V-0,005)__-_____ 0,5V-0,005

____= 0,5V

e hai tampone in Ka2:

_______H₂A^-__+__H₂O___<=>__HA^2-___+__H₃O⁺

M_i.....0,5V-0,005.............................0,5V ................-

….........Vtot..................................Vtot

Meq........” -x..................................” +x...............x=10^-7,3 dal pH 7,3 dal testo!

K_a2=10^-7= 0,5V ∙10^-7,3

                0,5V-0,005

e trovi V = il volume in L di HCl 0,1M, da aggiungere per ottenere un pH=7,3.