Cálculo del pH de una disolución que
contiene una mezcla de un ácido fuerte y un ácido débil.
Se disuelven na1 moles de un ácido débil HA y na2 moles de un ácido fuerte
HX en un litro de agua obteniéndose una disolución de concentraciones molares
CHA y CHX.
Las reacciones químicas
son:
HA + H2O ------- H3O+ + A-
2 H2O --------
H3O++ OH -
Las condiciones de
equilibrio son: Kw = [H3O+][ OH -]
Ka
[ H30 +][A- ]
-----------------------
[ HA]
El balance de carga (BC)
es: [H3O+] = [A-] + [X-] +[OH -]
Los balances de masa (BM)
son: CHA = [A-] + [HA]
CHX = [X-]
Como se espera obtener un
valor de pH menor que 7, se asume [H3O+] > [OH] y esta última puede ser
desestimada, con lo que el balance de carga queda, al ser reordenado:
[A-] ≈ [H3O+] - CHX
Así:
[HA] ≈ CHA + CHX - [H3O+]
Reemplazando en la
constante y reordenando se obtiene la siguiente ecuación de segundo grado:
[H3O+]2
+ (Ka - CHX) [H3O+] - Ka (CHA + CHX) = 0
Del valor de [H3O+] hallado se
calcula el pH de la solución.
Para simplificar el
cálculo, se puede suponer que HX reprime la disociación de HA, de modo que [H3O+]
= CHX y luego corroborar calculando las concentraciones de las especies involucradas.
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