Domenico ha scritto:
Gent.ma prof.ssa, non riesco a risolvere un secondo problema, che afferma quanto segue.
Ad una soluzione 0,250 M di HCl si addiziona un eccesso di Fe(OH)2 solido. Calcolare il pH della soluzione sapendo che il Kps di Fe(OH)2 vale 1,64×10-14.
La ringrazio in anticipo.
La risoluzione è questa:
Aggiungendo Fe(OH)2 solido a una soluzione di HCl avviene la reazione acido-base che porta alla formazione di acqua e del sale FeCl2, completamente dissociato in soluzione acquosa; l’equazione ionica netta è
Fe(OH)2(s) + 2 H+(aq) → Fe2+(aq) + 2 H2O(l)
Pur essendo Fe(OH)2 un solido poco solubile caratterizzato dal seguente equilibrio
Fe(OH)2(s) = Fe2+(aq) + 2 OH-(aq)
in presenza di ioni H+ passa però in soluzione, dato che l’equilibrio di solubilità si sposta a destra per la scomparsa degli ioni OH- (che formano acqua combinandosi con gli ioni H+). Poiché si aggiunge un eccesso di Fe(OH)2, la reazione procede sino alla completa neutralizzazione dell’acido; a fine reazione la quantità in moli di ioni Fe2+ è la metà della quantità in moli iniziale di H+, cioè di HCl.
La concentrazione di ioni Fe2+ in soluzione, se non si tiene conto degli effetti dell’idrolisi che essi causano (Fe2+(aq) si comporta da acido debole, con Ka = 1,7×10-7) e si trascura la piccolissima quantità di ioni Fe2+ generata dalla presenza dell’eccesso di Fe(OH)2, può allora essere scritta come
[Fe2+] = [HCl]/2 = (0,250/2) M = 0,125 mol/L
A partire dall’espressione della Kps è ora possibile determinare la concentrazione degli ioni OH-, il pOH e successivamente il pH.
I calcoli sono questi:
Kps = [Fe2+]×[OH-]2 [OH-]2 = Kps / [Fe2+] = 1,64×10-14/0,125 = 1,312×10-13
[OH-] = 3,62×10-7 mol/L pOH = -log[OH-] = -log 3,62×10-7 = 6,441
pH = 14 – pOH = 14 – 6,441 = 7,559
In conclusione, se si trascura l’idrolisi del sale che si forma, il pH della soluzione ottenuta addizionando un eccesso di Fe(OH)2 solido a una soluzione 0,250 M di HCl è 7,56.