Grammi di HCN necessari per preparare una soluzione a pH=5
Calcolo dei drammi di HCN necessari per preparare una soluzione a pH=5
Calcolare i grammi di HCN necessari per preparare 450 mL di soluzione acquosa di acido avente pH = 5 . Si sappia che per l'acido cianidrico Ka = 6,2 · 10-10.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo della massa in grammi di HCN (acido cianidrico) necessaria per preparare 450 mL di soluzione acquosa di HCN avente pH noto (pH = 5).
L'acido cianidrico è un acido debole monoprotico che si ionizza nel seguente modo:
HCN ⇆ H+ + CN−
La concentrazione degli ioni H+ di una soluzione di un acido debole monoprotico, la si calcola con la seguente formula:
nella quale:
- [H+] è la concentrazione in mol/L degli ioni H+
- Ka è la costante di ionizzazione dell'acido;
- Ca è la concentrazione dell'acido.
Conosciamo il valore del pH dal quale possiamo ricavarci il valore della concentrazione idrogenionica; la formula che ci permette di passare dal pH alla concentrazione degli ioni H+ è la seguente:
Pertanto la concentrazione degli ioni H+ è determinabile facendo la potenza in base 10 del valore negativo del pH.
Nel nostro caso si ha che:
[H+] = 10-pH = 10-5 mol/L
Pertanto:
- [H+] = 10-5 mol/L;
- Ka = 6,2 · 10-10;
- Ca = ?
Sostituendo questi dati nella formula:
possiamo ricavare la concentrazione Ca dell'acido:
Da cui:
(10-5)2 = 6,2 · 10-10 · Ca
10-10 = 6,2 · 10-10 · Ca
Ca = 10-10 / (6,2 · 10-10) = 0,161 mol/L
Determiniamo le moli dell'acido HCN moltiplicando la concentrazione (molarità) per il volume in litri della soluzione (450 mL = 0,450 L):
nHCl = M · V = 0,161 · 0,450 = 0,0725 mol
Determiniamo la massa molare dell'acido cianidrico:
MM = 1,00 + 12,01 + 14,01 = 27,02 g/mol
Determiniamo infine la massa di HCN moltiplicando il numero di moli di HCN per il valore della massa molare:
m = nHCl · MM = 0,0725 · 27,02 = 1,96 g
Quindi la massa di HCN necessaria per preparare 450 mL di una soluzione a pH=5 è di 1,96 grammi.
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