Titolazione di base debole con acido forte: determinazione del pH e esercizi svolti
La titolazione di una base debole con un acido forte serve a determinare la concentrazione della base debole e si può eseguire un opportuno indicatore. Quando si procede con la titolazione di una base debole con un acido forte, l’ione H+ reagisce con la base debole. Durante questo processo, possono verificarsi tre casi in cui il numero di moli di acido è diverso rispetto alla base.
Il primo caso riguarda un numero di moli di acido minore rispetto alla base, che porta alla formazione di una soluzione tampone. La determinazione del pH può essere fatta usando l’equazione di Henderson-Hasselbalch. Nel secondo caso, quando il numero di moli di acido è uguale al numero di moli della base, si ha la trasformazione totale della base nel suo acido coniugato, con conseguente equilibrio di idrolisi. Infine, nel terzo caso, con un numero di moli di acido maggiore rispetto alla base, si ha un eccesso di ione H+, e il pH della soluzione può essere facilmente determinato.
Esercizi svolti:
1) Aggiungendo 25.0 mL di HCl 0.120 M a 30.0 mL di NH3 0.120 M, è possibile determinare il pH della soluzione sapendo che K(b) = 1.81 ∙ 10^-5. Calcolando le moli di ciascuna specie presente in soluzione, si ottiene un pH di 8.6.
2) Supponendo di aggiungere 25.0 mL di HCl 0.120 M a 25.0 mL di NH3 0.120 M, il pH della soluzione è 5.24.
3) Se si aggiungono 25.0 mL di HCl 0.120 M a 5.00 mL di NH3 0.120 M, il pH della soluzione è 1.10.
4) Aggiungendo 25.0 mL di HCl 0.120 M a 10.0 mL di NH3 0.120 M, il pH della soluzione è 1.35.
5) Aggiungendo 25.0 mL di HCl 0.120 M a 15.0 mL di NH3 0.120 M, si ottiene un pH di 1.52.
Questi esercizi risolti illustrano i calcoli necessari per determinare il pH di soluzioni ottenute dalla titolazione di una base debole con un acido forte. Considerando aggiunte successive di acido forte alla base debole e calcolando i valori di pH che si ottengono, si può costruire la curva di titolazione base debole-acido forte.