Tampone con l'acido fosforico

Esercizio su un tampone ottenuto con l'acido fosforico

Determinare i grammi di NaOH che bisogna aggiungere a 1,2 dm³ di una soluzione di H₃PO₄ 0,15 M per preparare un tampone a pH = 11,8.

K_a3 (H₃PO₄) = 1,0 · 10^-12

Svolgimento dell'esercizio

Determiniamo le moli di acido fosforico H₃PO₄ presenti nella soluzione iniziale moltiplicando la molarità per il volume in litri (1,2 dm³ = 1,2 l):

n (H₃PO₄) = M · V = 0,15 mol/l · 1,2 l = 0,18 mol

Occorrono 0,18 · 2 = 0,36 moli di NaOH per trasformare quantitativamente H₃PO₄ in HPO₄²⁻ secondo la reazione:

H₃PO₄ + 2 OH⁻ → HPO₄²⁻ + 2 H₂O

Occorre ancora NaOH per trasformare la quantità desiderata di HPO₄²⁻ in PO₄³⁻ secondo la reazione:

HPO₄²⁻ + OH⁻ → PO₄³⁻ + H₂O

Determiniamo la [H⁺] sapendo che il pH = 11,8.

Per eseguire questo calcolo bisogna applicare la formula inversa per il calcolo del pH, ovvero:

Sostituendo il nostro valore, si ha:

[H⁺] = 10^-pH = 10^-11,8 = 1,58 · 10^-12

Ora, applichiamo la formula per il calcolo di tamponi acidi:

Da cui:

esercizio tampone 9

da cui:

X = 7,0 · 10^-2

Quindi le moli totali di NaOH necessarie sono: 0,36 + 0,07 = 0,42 mol

Moltiplicando infine le moli di NaOH per il valore della sua massa molare, è possibile determinare la massa in grammi di NaOH:

g (NaOH) = n · Mm= 0,42 mol · 40 g/mol = 16,8 g

Quindi i grammi di NaOH da aggiungere sono 16,8 g.

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