Neutralizzazione

Esempio \(\PageIndex{1}\): Titolazione di un acido debole

Supponiamo che 13,00 mL di un acido debole, con una molarità di 0,1 M, siano titolati con 0,1 M NaOH. Come disegneremmo questa curva di titolazione?

Soluzione

Step 1: Per prima cosa, dobbiamo scoprire dove inizia la nostra curva di titolazione. Per fare questo, troviamo il pH iniziale dell’acido debole nel becher prima che venga aggiunto qualsiasi NaOH. Questo è il punto in cui inizierà la nostra curva di titolazione. Per trovare il pH iniziale, abbiamo prima bisogno della concentrazione di H3O+.

Imposta una tabella ICE per trovare la concentrazione di H3O+:

	(HX)	(H_2O)	(H_3O^+)	(X^-\)
Iniziale	0.1M
Cambio	-xM		+xM	+xM
Equilibrio	(0.1-x)M		+xM	+xM

\

\

=0.023\;M\]

Solvere per il pH:

=-\log_{10}(0.023)=1.64\]

Step 2: Per disegnare accuratamente la nostra curva di titolazione, dobbiamo calcolare un punto dati tra il punto di partenza e il punto di equivalenza. Per fare questo, risolviamo il pH quando la neutralizzazione è completa al 50%.

Solvere per le moli di OH- che vengono aggiunte al becher. Possiamo farlo trovando prima il volume di OH- aggiunto all’acido a metà neutralizzazione. 50% di 13 mL= 6.5mL

Utilizza il volume e la molarità per risolvere le moli (6.5 mL)(0.1M)= 0.65 mmol OH-

Ora, risolvi le moli di acido da neutralizzare (10 mL)(0.1M)= 1 mmol HX

Imposta una tabella ICE per determinare le concentrazioni di equilibrio di HX e X:

	(HX)	(H_2O)	(H_3O^+)	(X^-\)
Iniziale	1 mmol
Base aggiunta			0.65 mmol
Cambio	-0.65 mmol	-0.65 mmol	-0.65 mmol
Equilibrio	0.65 mmol		0.65 mmol

Per calcolare il pH alla neutralizzazione del 50%, utilizzare l’approssimazione di Henderson-Hasselbalch.

pH=pKa+log

pH=pKa+ log

pH=pKa+log(1)

p>

Quindi, quando l’acido debole è neutralizzato al 50%, pH=pKa

Step 3: risolvere il pH al punto di equivalenza.

La concentrazione dell’acido debole è la metà della sua concentrazione originale quando la neutralizzazione è completa 0.1M/2=.05M HX

Imposta una tabella ICE per determinare la concentrazione di OH-:

	(HX)	(H_2O)	(H_3O^+)	(X^-\)
Iniziale	0.05 M
Cambio	-x M		+x M	+x M
Equilibrio	0.05-x M		+x M	+x M

Kb=(x^2)M/(0.05-x)M

Siccome Kw=(Ka)(Kb), possiamo sostituire Kw/Ka al posto di Kb per ottenere Kw/Ka=(x^2)/(.05)

\=(2.67)(10^{-7})\]

Step 4: Risolvere il pH dopo aver aggiunto un po’ più di NaOH oltre il punto di equivalenza. Questo ci darà un’idea accurata del punto in cui il pH si livella al punto finale. Il punto di equivalenza è quando 13 mL di NaOH vengono aggiunti all’acido debole. Troviamo il pH dopo l’aggiunta di 14 mL.

Solvere per le moli di OH-

Solvere per le moli di acido

Imposta una tabella ICE per determinare la concentrazione \(OH^-\):

	(HX)	(H_2O)	(H_3O^+)	(X^-\)
Iniziale	1 mmol					Base aggiunta		1.4 mmol
Cambio	-1 mmol	-1 mmol	1 mmol
Equilibrio	0 mmol	0.4 mmol	1 mmol

=frac{0.4\;mmol}{10\;mL+14\;mL}=0.17\;M\]

\