Soluzioni costituite da acido debole e base coniugata

Soluzioni tampone costituite da acido debole e base coniugata

Le soluzioni costituite da un acido debole e dalla sua base coniugata, o da una base debole e dal suo acido coniugato, sono note come soluzioni tampone. Queste soluzioni sono in grado di resistere alle variazioni di pH in seguito all’aggiunta di piccole quantità di acido o base forte.

Per risolvere gli esercizi sulle soluzioni tampone, è possibile utilizzare l’equazione di Henderson-Hasselbalch.

Esercizi:
1) Calcolare il pH di una soluzione ottenuta aggiungendo 10.0 g di acetato di sodio a 200 mL di una soluzione 1.00 M di acido acetico. K_a = 1.70 ∙ 10^-5

Il valore del pK_a è pari a: pK_a = – log 1.7 ∙ 10^-5 =  4.77. Applicando l’equazione di Henderson-Hasselbalch, si ottiene: pH = 4.77 + log 0.610 / 1.00 = 4.56

2) Calcolare il rapporto tra le concentrazioni di cloruro di ammonio e ammoniaca in una soluzione avente pH = 9.00. Il valore di K_a è pari a 5.6 ∙ 10^-10.

Applicando l’equazione di Henderson-Hasselbalch si ha: [NH₄⁺]/[NH₃] =  1.78

3) Calcolare il pH di una soluzione tampone di sangue contenente H₂CO₃ e HCO₃^– in cui il rapporto [HCO₃^–] /[ H₂CO₃] è di 20:1. K_a = 4.2 ∙ 10^-7. Si ha pH = 7.7.

Calcolo del pH di una soluzione tampone dopo l’aggiunta di una piccola quantità di acido forte

Quando un acido forte è aggiunto a una soluzione tampone contenente un acido debole e la sua base coniugata, si verifica un decremento della concentrazione della base coniugata e un aumento della concentrazione dell’acido debole con una diminuzione, sia pure limitata, del pH.

Un esempio di calcolo del pH dopo l’aggiunta di acido è dato dalla reazione con l’acetato di sodio e acido acetico.

Calcolo del pH di una soluzione tampone dopo l’aggiunta di una piccola quantità di base forte

Quando una base forte è aggiunta a una soluzione tampone contenente un acido debole e la sua base coniugata, si verifica un aumento, sia pure limitato, del pH.

Un esempio di calcolo del pH dopo l’aggiunta di base è dato dalla reazione con l’ammoniaca e ione ammonio.

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