QUIZ DI "ACIDI E BASI" - REGIONALI CATEGORIA B

La soluzione del problema coinvolge la reazione tra un acido, H_nX, e l'idrossido di sodio (NaOH), che forma il sale sodico Na_nX. L'obiettivo è stabilire il numero n di protoni (H⁺) rilasciati dall'acido. La reazione chimica data è:

H_nX + 3NaOH → Na_nX + 3 H₂O

Dai dati forniti, sappiamo che 0,12 moli di H_nX reagiscono completamente con 0,36 moli di NaOH. Per determinare il rapporto molare tra H_nX e NaOH, possiamo dividere le moli di H_nX per le moli di NaOH:

0,12/0,36} = 1/3

Questo significa che per ogni mole di H_nX ci sono 1/3 mole di NaOH. Poiché la reazione coinvolge 3 moli di NaOH, possiamo dire che l'acido H_nX rilascia 3 moli di protoni (H⁺). Questo perché la reazione avviene in un rapporto molare di 1:3 tra H_nX e NaOH.

Quindi, la risposta corretta è che l'acido H_nX rilascia 3 protoni, e la risposta corrispondente è C) 3.

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Per calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando una base forte (NaOH) con un acido forte (HCl), possiamo seguire alcuni passaggi.

1. Calcolo delle moli iniziali:
- Moli di NaOH: 0,010 M × 50 mL = 0,5 mmol
- Moli di HCl: 0,040 M × 25 mL = 1,0 mmol

2. Stoichiometria della reazione:
- Poiché stiamo mescolando una base forte con un acido forte, avviene una reazione completa di neutralizzazione secondo l'equazione chimica:
NaOH + HCl → NaCl + H₂O
- La reazione neutralizza 0,5 mmol di HCl con 0,5 mmol di NaOH, e il risultato è che tutto l'NaOH è neutralizzato, ma resta 0,5 mmol di HCl non neutralizzato.

3. Calcolo della molarità residua di HCl:
- La molarità residua di HCl è data dalla quantità di HCl non neutralizzato diviso per il volume totale della soluzione.
Molarità residua di HCl = 0,5 mmol / 75 mL = 0,00667 M

4. Calcolo del pH:
- Il pH di una soluzione acida può essere calcolato utilizzando la relazione pH = -log[H⁺]. In questo caso, la concentrazione di ioni H⁺ è data dalla molarità residua di HCl.
pH = -log(0,00667) ≈ 2,18

Quindi, la risposta corretta è la C) 2,18. Il pH è basso, indicando che la soluzione è acida a causa della presenza di acido cloridrico residuo non neutralizzato.

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La domanda riguarda una titolazione acido-base tra una soluzione di acido fosforico (H₃PO₄) e una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) utilizzando l'indicatore metilarancio per determinare il punto di equivalenza della titolazione, che si verifica a un pH di 5.0.

L'equazione chimica bilanciata per la reazione tra l'acido fosforico (H₃PO₄) e l'idrossido di sodio (NaOH) è la seguente:

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

In questa reazione, ogni molecola di acido fosforico (H₃PO₄) reagisce con tre molecole di idrossido di sodio (NaOH) per formare una molecola di fosfato di sodio (Na₃PO₄) e tre molecole di acqua (H₂O).

Poiché il pH finale della titolazione è 5.0, ciò indica che l'acido fosforico è stato neutralizzato fino a quando è rimasto solo l'acido fosforico monoprotonato (H₂PO₄^-), che ha un solo atomo di idrogeno ionizzabile. Questa è la prima ionizzazione dell'acido fosforico, che ha una costante di dissociazione acida (K_a1) di 7,5 x 10^-3.

Quindi, per determinare la concentrazione della soluzione di acido fosforico, possiamo semplicemente calcolare le moli di NaOH che sono state utilizzate, poiché le moli di NaOH sono uguali alle moli di acido fosforico presente nella soluzione. Ecco come si fa:

1. Calcola le moli di NaOH utilizzate:
n(NaOH) = M(NaOH) * V(NaOH) = 0,150 mol/L * 8,44 mL * (1 L / 1000 mL) = 0,001266 mol

2. Ora, puoi calcolare la concentrazione della soluzione di acido fosforico (H₃PO₄):
M(H₃PO₄) = n(H₃PO₄) / V(soluzione) = 0,001266 mol / 0,045 L = 0,028 M

Quindi, la concentrazione della soluzione di acido fosforico è di 0,028 M, che corrisponde alla risposta B.