Acidi e basi forti: pH ed esercizi

Acidi e basi forti sono specie  per le quali si può assumere una dissociazione al 100% .

Sebbene siano molto importanti sono in quantità molto minore rispetto a quelli deboli

Calcolo del pH

Il calcolo del pH di soluzioni di acidi forti o di basi forti  è abbastanza semplice. Infatti la concentrazione dello ione H+ ovvero dello ione OH- risulta essere quella dell’acido o della base di partenza se si dissociano rispettivamente secondo le equazioni :
HA →H⁺ + A^–

BOH →B⁺ + OH^–

Esercizi

1)       Calcolare il pH di una soluzione 0.100 M di HNO₃

Poiché HNO₃ è un acido forte e, come tale si dissocia totalmente, la concentrazione dello ione H⁺ è pari a 0.100 M da cui pH = – log [H⁺] = – log 0.100 = 1.00

2)     Calcolare pH e pOH di una soluzione ottenuta mescolando 4.0 g di NaOH in un volume di soluzione pari a 1.0 L

Moli NaOH = massa / massa molare = 4.0 g / 40 g/mol = 0.10

Concentrazione iniziale di NaOH = 0.10 mol/ 1 L = 0.10 M

Poiché NaOH è una base forte la concentrazione dello ione OH^– è pari a 0.10

Da cui pOH = – log [OH^–]= – log 0.10 = 1.0

Essendo pH + pOH = 14

pH = 14 – pOH = 14 – 1.0 = 13

3)     Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 50.0 mL di HCl 0.120 M e 25.0 mL di una soluzione 0.100 M di HNO_{3 .} Si suppongano i volumi additivi.

Si possono calcolare le moli di HCl e di HNO₃

HCl = 0.0500 L · 0.120 M=0.00600

HNO₃ = 0.0250 L · 0.100 M = 0.00250

Moli totali di ioni H⁺ = 0.00600 + 0.00250 = 0.00850

Volume totale = 0.0500 + 0.0250 = 0.0750 L

[H⁺] = 0.00850 / 0.0750 =0.113 M

pH = – log 0.113 =0.946

4)     Calcolare il pH di una soluzione di HClO₄ ottenuta mescolando 100 mL di HClO₄ 0.100 M con 900 mL di acqua pura.

Moli di HClO₄ = 0.100 L · 0.100 M = 0.0100

Volume totale = 0.100 + 0.900 = 1.00 L

[H⁺] = 0.0100/ 1.00 = 0.0100 M

pH = – log 0.0100 = 2.00

5)     Calcolare il pH di una soluzione 0.0500 M di Ba(OH)₂

La dissociazione dell’idrossido di Bario è

Ba(OH)₂→Ba²⁺ + 2 OH^–

Dopo la dissociazione, tenendo conto che il rapporto tra Ba(OH)₂ e OH^– è di 1 : 2, si ha una concentrazione dello ione OH^– pari a 0.0500 · 2= 0.100 M

pOH = – log 0.100 = 1.00

pH = 14 – 1.00 = 13.0

6)     Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 100 mL di HCl 0.100 M e 200 mL di NaOH 0.0100 M

Si possono calcolare le moli di H⁺ e di OH^–

H⁺ = 0.100 L · 0.100 M = 0.0100

OH^– = 0.200 L · 0.0100 M = 0.00200

Moli di H⁺ in eccesso = 0.0100 – 0.00200 = 0.00800

Volume totale = 0.100 L + 0.200 L = 0.300 L

[H⁺] = 0.00800/ 0.300 =0.0267 M

pH = – log 0.0267 = 1.57