Acido lattico + idrossido di sodio

Qual è il pH della soluzione risultante dall'aggiunta di 25 mL di NaOH 0.05 M a 25 mL di acido lattico 0.1 M (ka=1.4*10^-4)?

Tentativo di risoluzione

HA + OH- -->A- + H2O

0,5.....0,025.....0..........

-0,025..-0,025...+0,025..

0,475...../...........0,025

A- + H2O  --> HA + OH-

0,025...............0,475...0...

-x........................+x.....+x..

kb=[HA][OH-]/[A-]

Se kb=7.14*10^-11 allora [OH-] = 3.76*10^-12

pOH=11.42

pH=2.58

Dove sbaglio? Il pH dovrebbe essere 3.85

Sbagli i calcoli delle moli iniziali di acido debole e di base forte.

ni HA = 0,1 mol/L · 0,025 L = 0,0025 mol

ni OH- = 0,05 mol/L · 0,025 L = 0,00125 mol

HA + OH- -->A- + H2O

0,0025.....0,00125.....0........../

-0,00125..-0,00125...+0,00125...../

0,00125.....0...........0,00125......../

HA + H2O  --> A- + H3O+

0,00125.../....0,00125...0

-x............/....+x.........+x

Ka =[A-][H3O+]/[HA]

[H3O+] = Ka · n HA / n A- = 1,4·10^-4 · 0,00125/0,00125 = 1,4·10^-4 mol/L

pH = pKa = 3,85

---

A dir il vero, in questo caso non è corretto trascurare la x come termine additivo e sottrattivo.

x = 1,4·10^-4 · (0,00125 - x) / (0,00125 + x)

x^2 + 1,39·10^-3x - 1,75·10^-7 = 0

x = [H3O+] = 1,16·10^-4 mol/L

pH = 3,93

LuiCap ha scritto:

Sbagli i calcoli delle moli iniziali di acido debole e di base forte. ni HA = 0,1 mol/L · 0,025 L = 0,0025 mol ni OH- = 0,05 mol/L · 0,025 L = 0,00125 mol HA + OH- -->A- + H2O 0,0025.....0,00125.....0........../ -0,00125..-0,00125...+0,00125...../ 0,00125.....0...........0,00125......../ HA + H2O  --> A- + H3O+ 0,00125.../....0,00125...0 -x............/....+x.........+x Ka =[A-][H3O+]/[HA] [H3O+] = Ka · n HA / n A- = 1,4·10^-4 · 0,00125/0,00125 = 1,4·10^-4 mol/L pH = pKa = 3,85

---

A dir il vero, in questo caso non è corretto trascurare la x come termine additivo e sottrattivo. x = 1,4·10^-4 · (0,00125 - x) / (0,00125 + x) x^2 + 1,39·10^-3x - 1,75·10^-7 = 0 x = [H3O+] = 1,16·10^-4 mol/L pH = 3,93

E' vero, mi è sfuggito uno zero in ogni caso ma ci sono delle differenze. Io ho usato la concentrazione, tu le moli. Quei valori che ho inserito derivano da  nNaOH 0.05:1=x:0.025 0.00125 MNaOH 0.00125 mol/0.025 L + 0.025 L 0.025 nHA 0.1:1=x:0.025 0.0025 MHA 0.0025 mol/0.025 L + 0.025 L 0.05 Quindi immagino di sbagliare.. Come mai?

La reazione tra l'acido debole e la base forte è completa, quindi non ha senso usare la molarità, non c'è alcuna costante di equilibrio da soddisfare.

Il reagente limitante è la base forte che si consuma completamente.

Rimangono 0,00125 mol di acido lattico e si forma lo stesso numero di moli di ione lattato.

La reazione successiva è invece l'equilibrio di dissociazione in acqua dell'acido debole in presenza della sua base coniugata, un tampone.

Per il calcolo del pH del tampone puoi indifferentemente usare le moli o la molarità, in quanto i volumi si elidono :

n HA = n A- = 0,00125 mol

[HA] = [A-] = 0,00125 mol / 0,050 L = 0,025 mol/L

[H3O+] = Ka (na/V) /(nb/V)

In generale in una soluzione tampone quando le moli o le molarità dell'acido debole e della sua base coniugata sono uguali si ha che il pH è uguale al pKa dell'acido debole.

LuiCap ha scritto:

HA + OH- -->A- + H2O

0,0025.....0,00125.....0........../

-0,00125..-0,00125...+0,00125...../

0,00125.....0...........0,00125......../

HA + H2O  --> A- + H3O+

0,00125.../....0,00125...0

-x............/....+x.........+x

Un'altra domanda. Ho notato che per trovare il pH consideri la reazione HA + H2O  --> A- + H3O+. Io avrei preso a riferimento A- + H2O --> HA + OH- dopodiché calcolato il pH dal pOH. E' un metodo più lungo, almeno in questo caso, ma sempre legittimo oppure non è corretto?

Del tutto leggittimo, ma visto che viene fornita la Ka non vedo perché complicarsi la vita!!!