Calcolo del pH di una soluzione di HCl di cui si conosce la %m/m
Esercizio sul calcolo del pH di una soluzione di HCl di cui si conosce la %m/m
Calcolare il pH di una soluzione ottenuta diluendo con acqua sino al volume di 1000 mL 25,35 mL di HCl concentrato (%m/m = 37,00% ; d = 1,19 g/mL).
Svolgimento
Per determinare il pH di una soluzione, occorre determinare la concentrazione degli ioni H+ ed applicare successivamente la seguente formula:
Determiniamo inizialmente la massa di 25,35 mL di HCl concentrato moltiplicando la densità della soluzione per il volume in mL:
msoluzione = d · V = 1,19 · 25,35 = 30,166 g
Determiniamo i grammi di HCl (soluto) presenti nei 30,166 g di soluzione al 37,00%m/m impostando una proporzione:
37 : 100 = x : 30,166
da cui:
x = 11,161 g di HCl
Determiniamo la massa molare di HCl:
Mm (HCl) = 1,008 + 35,453 = 36,461 g/mol
Determiniamo il numero di moli di HCl dividendo la massa in grammi per il valore della massa molare:
n (HCl) = g / Mm = 11,161 / 36,461 = 0,306 mol
Durante la diluizione, il numero di moli di soluto rimane costante.
Pertanto, nel volume finale di 1000 mL il numero di moli di HCl che si hanno è sempre 0,306.
Ricordando che 1000 mL = 1 L (si veda: 1000 mL in litri), determiniamo la molarità della soluzione:
M (HCl) = n / V = 0,306 / 1 = 0,306 mol/L
In acqua HCl è completamente dissociato:
HCl → H+ + Cl−
Dai coefficienti stechiometrici di HCl e H+ è possibile capire che per ogni mol/L di HCl che si dissocia si forma 1 mol/L di ioni H+; quindi dalla dissociazione di 0,306 mol/L di HCl si formeranno 0,306 mol/L di ioni H+.
Pertanto:
[H+] = 0,306 mol/l
Determiniamo infine il pH della soluzione:
pH = - log [H+] = -log 0,306 = 0,51
Quindi il pH della soluzione finale è 0,51 (pH acido).
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