În 100 mL soluție acetat de sodiu de concentrație 0,1 mol/L se adaugă 300 mL soluție HCl de
concentrație 2•10 la puterea -2 mol/L.
a) Are loc o reacţie acido-bazică? În caz afirmativ scrie ecuația reacției chimice.
b) Care va fi concentrația ionilor în soluția rezultată?

R: [CH3COOH]=1,5×10 la -2 mol/L

a3) Ionizarea CH₃COOH format, sub acțiunea apei din soluție și care nu este totală, se stabilește la un moment dat echilibrul chimic, caracterizat prin constanta de aciditate Ka la CH₃COOH, exprimată prin concentrații molare ale substanțelor chimice: CH₃COOH neionizat, CH₃COO⁻ și H₃O⁺ la echilibrul chimic.

CH₃COOH (aq)↔CH₃COO⁻ (aq) + H⁺(aq)

Ka= CM CH₃COO⁻.CM H⁺/ C M CH₃COOH=1,75.10⁻⁵ M

_______________________________________

Reacția totală dintre CH₃COONa și HCl, după amestecare soluțiilor lor, este o reacție acido-bazică, conform definiției:

CH₃COONa(aq)+ HCl(aq)→ CH₃COOH (aq) + NaCl (aq)

OBS:

Dacă acetatul de sodiu este în exces, față de cantitatea stoechiometrică de HCl, soluția finală va conține: CH₃COONa exces, CH₃COOH și H₃O⁺, respectiv HO⁻.

Acidul slab CH₃COOH și sarea sa CH₃COONa formează un amestec tampon.

b) Concentrația ionilor din soluția rezultată =?

Soluția rezultată, va conține: CH₃COOH, NaCl, ioni de H₃O⁺, ioni de HO⁻(din apă și din reacțiile acido-bazice ce au loc) și HCl sau CH₃COONa, dacă unul este în exces- vom verifica.

calculăm numărul de moli de CH₃COONa conținut de 100 mL soluție CH₃COONa 0,1 mol/L:

CM = n moli CH₃COONa / Vs ( mol/L)

n moli CH₃COONa= CM (mol/L) . Vs(mol/L)

CM = 0,1 mol/L =concentrație molară

Vs(L)=volumul soluției de CH₃COONa= 100 mL:1000=0,1L

1mL = 1/ 1000 (L)

Rezultă:

n moli CH₃COOH = 0,1(mol/L) .0,1 L=0,01 =1.10⁻² moli

calculăm numărul de moli de HCl din 300 mL soluție 2.10⁻² mol/L:

CM HCl = n moli HCl / Vs (mol/L)

n moli HCl= CM . Vs

CM HCl=concentrația molară=2.10⁻² mol/L

Vs(L)=volum soluție=300 mL/1000 =0,3 L

n moli HCl= 2.10⁻²(mol/L) . 0,3 L= 0,6 .10⁻² mol

fiindcă numărul de moli de HCl și de CH₃COONa diferă, vom verifica cine dintre ei este în exces și cu cât:

Calculăm numărul de moli de CH₃COONa consumati stoechiometric de 0,6 .10⁻² moli de HCl, care este cel mai mic:

x moli CH₃COONa....0,6.10⁻²moli HCl

CH₃COONa + HCl → CH₃COOH + NaCl

1mol..............1mol.......1mol...............1mol

x moli CH₃COONa = 0,6.10⁻² mol.1/1mol=0,6.10⁻² moli

Rezultă:

-din 1.10⁻² moli de CH₃COONa se consumă doar 0,6.10⁻² moli

-rămâne o diferență de număr de moli de CH₃COONa, care nu se consumă de HCl și reprezintă exces:

n moli CH₃COONa exces= 1.10⁻²-0,6.10⁻²=0,4.10⁻² moli

-soluția finală conține substanțele:

CH₃COOH, NaCl, exces CH₃COONa și H₂O

calculăm numărul de moli de CH₃COOH, CH₃COONa exces și NaCl formați de 0,6.10⁻² moli de HCl, in reacția chimică cu CH₃COONa:

Observăm din ecuația chimică:

1mol HCl=1mol de CH₃COOH=1mol de NaCl

deci:

0,6.10⁻² moli HCl=0,6.10⁻² moli CH₃COOH=0,6.10⁻² moli NaCl

calculăm concentrația molară a substanțelor CH₃COOH, CH₃COONa și NaCl în soluția finală:

Vs finală = Vs(mL) CH₃COONa 0,1M + Vs(mL) HCl 2.10⁻² M=100+300=

=400mL = 0,4 L

Rezultă:

CM CH₃COOH = n moli CH₃COOH/Vs = 0,6.10⁻² mol/0,4L=1,5.10⁻² M

CM NaCl =n moli NaCl/Vs =0,6.10⁻² mol/0,4L=1,5.10⁻² M

CM CH₃COONa exces=0,4.10⁻²mol/0,4L = 1.10⁻² M

R: 1,5.10⁻²M CH₃COOH, 1,5.10⁻² M NaCl, 1.10⁻²M NaCl

Calcule pentru concentrația molară a ionilor produși de substanțele din soluția finală

***NaCl disociază total în apă, ionii Na⁺ și Cl⁻ nu sunt activi acido-bazic:

NaCl(aq)→Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)

1mol............1mol.........1mol

Rezultă: 1,5.10⁻² moli de NaCl= 1,5.10⁻²moliNa⁺=1,5.10⁻²moli Cl⁻

R: 1,5.10⁻²moli de Na și 1,5.10⁻² moli de Cl⁻

*** CH₃COOH este un acid slab, care nu disociază total:

CH₃COOH( aq)⇔ CH₃COO⁻(aq) + H⁺(aq), Ka=1,75.10⁻⁵M

1,75.10⁻⁵= CM CH₃COO⁻.CM H⁺/ C CH₃COOH

1,75.10⁻⁵= (CM H⁺)²./ 1,5.10⁻²

CM H=√ 1,75.10⁻⁵.1,5.10⁻²=√10⁻⁶. 2,625.10⁻¹= 0,512.10⁻³

R: CM H⁺ și CM CH₃COO⁻ din ionizarea acidului=0,512.10⁻³

***Ioni din hidroliza CH₃COONa exces, CM = 1.10⁻²M:

CH₃COONa(aq) → CH₃COO⁻(aq) + Na⁺(aq)

1mol......................................1mol...............1mol

R:Rezultă: 1.10⁻²M CH₃COONa=1.10⁻²M CH₃COO⁻=1.10⁻²Na⁺

***pH-ul soluției tampon CH₃COOH 1,5.10⁻²M și CH₃COONa 1.10⁻²M, neglijăm ionizarea apei și prezenta NaCl:

pH=pKa +lg (C M CH₃COONa/ C M CH₃COOH)

pH=4,74+lg ( 1.10⁻²/1,5.10⁻²)=4,74+lg 0,667=4,74-0,176=4,584

***Concentrația molară a ionilor de H⁺ și HO⁻:

CM H⁺ din 0,4 L soluție finală=10 puterea (-pH)=2,606.10⁻⁵ M

CM HO⁻ din 0,4 L soluție finală =

10⁻¹⁴= CM H⁺.CM HO⁻

CM HO⁻ = 10⁻¹⁴/ 2,60.10⁻⁵=0,38.10⁻⁹=3,8.10⁻¹⁰ M

Sper, să vă ajute aceste calcule! Verificați, vă rog!

V-am calculat la fiecare substanță din soluția finală, concentrația molară a ionilor din reacția protolitică dată.

Explicație: