Indice di van’t Hoff e costante acida: esercizi svolti
L’indice di vant’Hoff è un numero adimensionale che è correlato, per gli elettroliti deboli, al grado di dissociazione α e alla costante di equilibrio. Gli elettroliti contenuti in una soluzione si dissociano totalmente (elettroliti forti) o parzialmente (elettroliti deboli).
Calcolare la costante acida Ka di un acido monoprotico
Si consideri una soluzione 0.0100 M di un acido monoprotico con una pressione osmotica di 200.0 torr a 25.0 °C. Innanzitutto si effettuano le opportune conversioni: la pressione osmotica p = 200.0 torr si converte in atm e la temperatura T = 25.0 °C si converte in kelvin. Per definizione, la pressione osmotica p = CRT ∙ i, dove p è la pressione, C è la concentrazione molare, R è la costante universale dei gas, T è la temperatura e i è l’indice di van’t Hoff. Risolvendo l’equazione, si ottiene la dissociazione percentuale i = 1.075, da cui è possibile calcolare la costante acida Ka e ottenere il valore 6.08 ∙ 10-5.
Calcolare la ionizzazione percentuale dell’acido nitroso
Si consideri una soluzione 0.0350 M di acido nitroso con una pressione osmotica di 0.930 atm a 22.0 °C. Determinando l’indice di van’t Hoff dai dati della pressione osmotica, si ottiene i = 1.10. Ciò implica che da una mole di tale acido si ottengono 1.10 moli, quindi la ionizzazione percentuale dell’acido nitroso è del 10.0%.
Calcolare la Ka di HOCN
Si consideri una soluzione 0.0100 M di HOCN con una pressione osmotica di 217.2 torr a 25.0 °C. Dopo opportune conversioni e risoluzione dell’equazione, si trova che l’indice di van’t Hoff è 1.17. Da 1 mole di HOCN si ottengono 1.17 moli, quindi la costante acida Ka risulta pari a 1.55 ∙ 10-4.