1. Comprendre les concepts
* Solutions de tampon: Les solutions tampons résistent aux changements de pH lorsque de petites quantités d'acide ou de base sont ajoutées. Ils sont constitués d'un acide faible et de sa base conjuguée (ou d'une base faible et de son acide conjugué).
* Équation de Henderson-Hasselbalch: Cette équation relie le pH d'une solution tampon à la PKA de l'acide faible et le rapport des concentrations de l'acide et de sa base conjuguée:
pH =pKa + log ([base conjuguée] / [acide])
* HCl (acide chlorhydrique): Un acide fort qui réagira avec l'ion acétate (la base conjuguée) dans le tampon, décalant l'équilibre et abaissant le pH.
2. Recueillir des informations
* PKA de l'acide acétique: Le PKA de l'acide acétique est de 4,74.
* pH souhaité: 3.88
* Concentrations initiales:
* [Acide acétique] =2,0 m
* [Acétate] =(nous devons comprendre cela)
* Volume de tampon: 1,00 L
3. Configurez le calcul
* Trouvez la concentration initiale d'acétate:
* Nous connaissons le pH souhaité et la PKA. Nous pouvons utiliser l'équation de Henderson-Hasselbalch pour trouver le rapport acétate / acide acétique:
* 3,88 =4,74 + log ([acétate] / [acide acétique])
* Résoudre pour le rapport:[acétate] / [acide acétique] =0,138
* Depuis [acide acétique] =2,0 m, alors [acétate] =0,138 * 2,0 m =0,276 m
* Calculez les moles de HCL nécessaires:
* La réaction entre HCl et l'acétate est:
HCl + CH3COO- -> CH3COOH + CL-
* Pour chaque mole de HCl ajouté, une mole d'acétate est consommée et une mole d'acide acétique est formée.
* Soit 'x' représenter les moles de HCl ajoutées.
* Après avoir ajouté du HCL:
* [acide acétique] =2,0 m + x
* [acétate] =0,276 m - x
* Utilisez à nouveau l'équation Henderson-Hasselbalch avec les nouvelles concentrations:
3,88 =4,74 + log ((0,276 - x) / (2,0 + x))
* Résoudre pour 'x':x =0,153 moles
4. Calculez la masse de HCl
* masse molaire de HCl: 36,46 g / mol
* masse de HCl: 0,153 moles * 36,46 g / mol =5,58 g
Réponse: Vous devez ajouter environ 5,58 grammes de gaz HCl à la solution tampon pour atteindre un pH de 3,88.
Remarque importante: Ce calcul subit des conditions idéales. En pratique, il est très difficile d'ajouter du gaz HCl en toute sécurité et avec précision à une solution. Il est beaucoup plus sûr d'utiliser une solution standard de HCl avec une concentration connue pour atteindre le pH souhaité.
