QUIZ DI "ACIDI E BASI" - NAZIONALI CATEGORIA C

Per determinare il pH di una soluzione di CH₃COONa a 0,230 M a 25 °C, dobbiamo considerare la dissociazione del sale e la conseguente formazione di ioni idrossido (OH^-).

La reazione di idrolisi del CH₃COONa in soluzione acquosa è rappresentata come segue:

CH₃COONa + H₂O → CH₃COOH + OH^-

La costante di equilibrio per questa reazione è indicata come Kb, definita come:

Kb = [CH₃COOH] [OH^-] / [CH₃COONa]

Dato che Kb = Kw / Ka, possiamo calcolare Kb utilizzando la Ka dell'acido acetico (CH₃COOH) fornita:

Kb = Kw / Ka = 1,00 × 10^-14 / 1,80 × 10^-5 ≈ 5,56 × 10^-10

Ora possiamo calcolare la concentrazione di OH^- nella soluzione usando la relazione OH^- = √(Kb × C), dove C è la concentrazione di CH₃COONa (0,230 M):

OH^- = √(5,56 × 10^-10 × 0,23) ≈ 1,13 × 10^-5 M

Il pOH della soluzione è dato da pOH = -log[OH^-] = -log(1,13 × 10^-5) ≈ 4,95. Infine, il pH della soluzione è calcolato come pH = 14 - pOH ≈ 9,05.

Quindi, la risposta corretta è B) 9,05.

Per comprendere la soluzione, è essenziale considerare la forza delle basi associate agli anioni forniti nelle opzioni.

1. Opzione A: CH₃COO^-, O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, C₂H₅O^-

• L'anione acetato (CH₃COO^-) deriva da un acido debole (acido acetico) e quindi è una base debole.
• Gli altri anioni (O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, C₂H₅O^-) non provengono da acidi forti e sono anch'essi basi deboli.
• Quindi, l'opzione A contiene solo basi deboli.

2. Opzione B: OH^-, O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, NO₃^-

• L'idrossido (OH^-) è una base forte.
• Gli altri anioni (O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, NO₃^-) non provengono da acidi forti e sono basi deboli.
• Quindi, l'opzione B contiene almeno una base forte (OH^-).

3. Opzione C: OH^-, O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, C₂H₅O^-

• L'idrossido (OH^-) è una base forte.
• Gli altri anioni (O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, C₂H₅O^-) non provengono da acidi forti e sono basi deboli.
• Quindi, l'opzione C contiene almeno una base forte (OH^-).

4. Opzione D: OH^-, O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, ClO₃^-, NO₃^-

• L'idrossido (OH^-) è una base forte.
• Gli altri anioni (O^2-, NH₂^-, CO₃^2-, ClO₃^-, NO₃^-) includono anioni derivati da acidi forti (ClO₄^-, NO₃^-) e sono basi deboli.
• Quindi, l'opzione D contiene almeno una base forte (OH^-).

La risposta corretta è C, poiché OH^- è l'unica base forte nella serie di anioni forniti.

La spiegazione corretta afferma che per confrontare acidi molto forti che sono completamente dissociati in acqua (e quindi sono livellati in termini di forza acida), è necessario utilizzare un solvente che sia più acido dell'acqua, cioè meno basico. Il solvente proposto nella risposta corretta, l'acido acetico (CH₃COOH), ha caratteristiche acide più marcate rispetto all'acqua.

L'acido acetico è debole, ma può essere considerato un acido più forte rispetto all'acqua. In soluzione, l'acido acetico dona ioni H⁺ e l'equilibrio si sposta leggermente verso la formazione di ioni acetato (CH₃COO^-). Ciò significa che è più acido rispetto all'acqua, che tende a cedere meno ioni H⁺ in soluzione.

Nel confronto tra HClO₄ e HCl, entrambi sono acidi forti che si dissocierebbero completamente in acqua, quindi non sarebbe possibile distinguere la differenza nella loro forza acida utilizzando l'acqua come solvente. Tuttavia, se si utilizza l'acido acetico come solvente, poiché è leggermente più acido dell'acqua, potrebbe consentire una leggera discriminazione tra gli acidi molto forti come HClO₄ e HCl, con HClO₄ che mostrerebbe una maggiore forza acida rispetto a HCl in questo contesto.