Un problema semplice sul pH

Gioia ha scritto:

Gentile Prof.ssa, le chiedo di poter spiegare e risolvere questo problema sul pH.

Una soluzione è stata preparata mescolando 15,0 mL di HCl 1,15 M con 35,0 mL di HCl 0,875 M e portando il volume finale a 100,0 mL. Calcola il valore approssimato del pH risultante.

[risultato: 0,3]

Rispondo così:

Per risolvere il problema basta calcolare la quantità in moli di HCl presente nelle due soluzioni, sommarle e calcolare la nuova concentrazione molare in funzione del volume finale (100 mL). Poiché HCl è un acido forte, la concentrazione degli ioni H⁺ corrisponde a quella dell’acido. Il pH si calcola tenendo presente la sua definizione; esso corrisponde al valore, cambiato di segno, del logaritmo decimale della concentrazione molare degli ioni H⁺.

Reazioni e calcoli in dettaglio sono questi:

HCl_(aq) →  H⁺_(aq)  +  Cl^-_(aq)

n₁ HCl = M₁·V₁ = 1,15 mol/L · 15,0·10^-3 L = 1,725·10^-2 mol

n₂ HCl = M₂·V₂ = 0,875 mol/L · 35,0·10^-3 L = 3,0625·10^-2 mol

n_totale = n₁ + n₂ = (1,725 + 3,0625)· 10^-2 mol = 4,79·10^-2 mol

[HCl] = n/V = 4,79·10^-2 mol / 0,100 L = 4,79·10^-1 mol/L

[H⁺] = [HCl] = 4,79·10^-1 mol/L

pH = – log [H⁺] = -log 4,79·10^-1 = 0,32

Ecco fatto… il risultato si può approssimare a 0,3 e corrisponde a quello atteso. Come puoi constatare il problema non era difficile!