Una soluzione di HClO4 con pH=2,5 deve essere portato a pH=1,50 con l'aggiunta di una soluzione di HClO4 al 71%(in peso); la cui densità d=1,680kg/l. Calcolare il volume di HClO4 da aggiungere a 1,0 l della soluzione di HClO4 iniziali. Mi spiegate tutti i passaggi
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Calcoliamo la concentrazione iniziale e finale da raggiungere degli ioni H+:
pH = 2,5 ----> [H+] = 10^-2.5 = 6,36*10^-4 M
pH = 1,50 ------> [H+] = 10^-1.5 = 1,21*10^-2 M
Calcoliamo la concentrazione molare della soluzione di HClO4 che viene aggiunta.
1 L di soluzione ha massa 1000*1,680 g = 1680 g
in essa sono contenuti 1680*71/100 = 1192,8 g di HClO4,
che corrispondono a 1192,8/100,5 = 11,87 moli di HClO4
Quindi la concentrazione molare della soluzione di HClO4 che viene aggiunta è 11,87 M
Indichiamo con V il volume in litri della soluzione di HClO4 che dovremo aggiungere.
Possiamo impostarla seguente relazione:
(6,36*10^-4*1 + 11,87*V)/(1 + V) = 1,21*10^-2
A numeratore abbiamo sommato le moli di HClO4 (pari alle moli di ioni H+) presenti nella soluzione di partenza (1 L a concentrazione 6,36*10^-4 M) con le moli di H+ aggiunte, pari al prodotto della molarità per il volume V. A numeratore abbiamo riportato il volume totale, pari ad 1 L + V.
Abbiamo eguagliato l’espressione alla concentrazione degli ioni H+ che vogliamo ottenere nella soluzione risultante.
6,36*10^-4*1 + 11,87*V = 1,21*10^-2*(1 + V)
11,86*V = 1,14*10^-2
V = 1,14*10^-2/11,86 L = 9,65*10^-4 L = 0,965 mL