1. Comprendi i concetti
* Soluzioni buffer: Le soluzioni di tampone resistono alle variazioni del pH quando vengono aggiunte piccole quantità di acido o base. Sono costituiti da un acido debole e dalla sua base coniugata (o una base debole e il suo acido coniugato).
* Equazione Henderson-Hasselbalch: Questa equazione mette in relazione il pH di una soluzione tampone al PKA dell'acido debole e il rapporto tra le concentrazioni dell'acido e la sua base coniugata:
ph =pka + log ([base coniugata]/[acido])
* HCl (acido cloridrico): Un forte acido che reagirà con lo ione acetato (la base coniugato) nel tampone, spostando l'equilibrio e abbassando il pH.
2. Raccogli informazioni
* PKA di acido acetico: Il PKA di acido acetico è 4,74.
* PH desiderato: 3.88
* Concentrazioni iniziali:
* [Acido acetico] =2,0 m
* [Acetato] =(dobbiamo capirlo)
* Volume del buffer: 1,00 l
3. Imposta il calcolo
* Trova la concentrazione di acetato iniziale:
* Conosciamo il PH desiderato e il PKA. Possiamo usare l'equazione di Henderson-Hasselbalch per trovare il rapporto tra acetato e acido acetico:
* 3.88 =4.74 + log ([acetato]/[acido acetico])
* Risolvi per il rapporto:[acetato]/[acido acetico] =0,138
* Poiché [acido acetico] =2,0 m, quindi [acetato] =0,138 * 2,0 m =0,276 m
* Calcola le moli di HCl necessari:
* La reazione tra HCl e acetato è:
Hcl + ch3coo--> ch3cooh + cl-
* Per ogni mole di HCl aggiunta, viene consumata una mole di acetato e si forma una mole di acido acetico.
* Lascia che 'X' rappresenti le moli di HCl aggiunte.
* Dopo aver aggiunto HCl:
* [acido acetico] =2,0 m + x
* [acetato] =0,276 m - x
* Usa di nuovo l'equazione di Henderson-Hasselbalch con le nuove concentrazioni:
3.88 =4,74 + log ((0,276 - x)/(2,0 + x))
* Risolvi per 'x':x =0,153 talpe
4. Calcola la massa di HCl
* massa molare di HCl: 36,46 g/mol
* Massa di HCl: 0,153 moli * 36,46 g/mol =5,58 g
Risposta: È necessario aggiungere circa 5,58 grammi di gas HCL alla soluzione tampone per ottenere un pH di 3,88.
Nota importante: Questo calcolo assume condizioni ideali. In pratica, è molto difficile aggiungere in modo sicuro e accurato il gas HCL direttamente a una soluzione. È molto più sicuro utilizzare una soluzione standard di HCL con una concentrazione nota per ottenere il pH desiderato.
