Problema chimica acidi e basi?

Question

Sto letteralmento perdendo la giornata su questo problema, sapete risolverlo?

Il pH di una soluzione O.2M di cianuro di potassio KCN è pari a 11.30. Calcolare il volume di una soluzione concentrata di acido perclorico HClO4 (d=1.67 g/ml; 69.5% in peso) che bisogna aggiungere a 100 mL della soluzione di partenza per portarne il pH al valore di 9.60.

Il risultato è 1.15 mL

Answer 1

Risposta preferita

Dati:

La Ka dell'HCN (calcolata dal pH iniziale e concentrazione di cianuro) risulta 5 * 10^-10

(strano perchè è circa 2 * 10^-9)

La molarità dell HClO4 risulta 11,55

La concentrazione dell'odrogenione finale è [H^+]finale = 2,512*10^-10

Ora i vincoli sono:

[H^+]finale = Ka * [HCN]/[CN-] (dall'espressione della Ka)

[K^+] = [HCN] + [CN-] = 0,2 * 100/(x+100) (bilancio di massa corretto per la diluizione causata dall'aggiunta di: x=volume di HClO4)

[H^+]finale + [K^+]= [CN^-] + [ClO4^-] + Kw/[H^+]finale

(bilancio di carica, l'ultimo termine è OH^-)

[ClO4^-] = 11,55 * x/(100+x) (diluizione subita da HClO4)

Un altro modo (umano):

dopo l'aggiunta di HClO4 abbiamo convertito una parte di ione cianuro in acido cianidrico realizzando un tampone. la relazione approssimata valida per un tampone di questo tipo è:

[H^+] = Ka * Ca/Cs = Ka * na/ns

dove le na e ns sono le moli di acido e di sale (dato che si trovano nello stesso volume)

Siano x le moli di acido perclorico aggiunto e che hanno prodotto altrettante moli di HCN e a decremento di CN^-.

Allora le moli di sale sono

0,02-x (0,02 sono le moli inizialmente presenti di KCN nei 100 ml)

[H^+] = Ka * x / (0,02-x)

da cui x = 0,00667

bisogna aggiungere 0,01 moli di acido perclorico contenute in:

11,55 : 1000= 0,00667 : V(HClO4)

V(HClO4) = 0,58 ml

Fonte/i: pensiero disinteressato