Question

¿Qué volumen de HNO2 0.45 M y 0.45 M NaNO2 debe ser mezclado para preparar 1 Litro de disolución amortiguadora que tenga un pH = 3? Dato: Ka (HNO2) = 4.5 x 10-4

Answer 1

Para preparar la solución buffer con pH=3 se necesitan mezclar 0,69 litros de solución de ácido nitroso y 0,31 litros de nitrito de sodio.

Explicación:

La ecuación química de disociación del nitrito de sodio es:

$NaNO_2-->Na^++NO_2^-\\0,45~~~~~~~~~~~~~~~0,45~~~~0,45$

Como el catión de sodio proviene de una base fuerte que es el nitrito de sodio, no reacciona con el agua, queda:

$HNO_2+H_2O-->NO_2^-+H_3O^+\\~[HNO_2]-x~~~~~~~~[NO_2^-]+x~~~~x$

Donde las molaridades del ácido nitroso y del nitrito de sodio respectivamente en la solución buffer final son desconocidas ya que si bien ambas soluciones son 0,45M, se colocarán distintas proporciones de ellas.

A su vez el pH está relacionado con la concentración de hidronios en la mezcla, que en las ecuaciones sería el valor de x:

$pH=-log[H_3O^+]=3\\\\~[H_3O^+]=10^{-3}$

Y además tenemos:

$x<<m\\x<<n$

Con lo cual podemos hallar una relación entre m y n utilizando la constante de disociación ácida:

$K_a=[H_3O^+]\frac{[NO_2^-]}{[HNO_2]}\\\\\frac{[NO_2^-]}{[HNO_2]}=\frac{K_a}{[H_3O^+]}=\frac{4,5\times 10^{-4}}{1\times 10^{-3}}=0,45\\\\~[NO_2^-]=0,45[HNO_2]\\\\~[NO_2^-]=[NaNO_2]$

Como las dos soluciones que se van a mezclar tienen la misma molaridad, de la ecuación anterior sacamos que el volumen de nitrito de sodio tiene que ser 0,45 veces el de ácido nitroso.

$V_{HNO_2}+V_{NaNO_2}=1L\\\\0,45V_{HNO_2}=V_{NaNO_2}\\\\V_{HNO_2}+0,45V_{HNO_2}=1L\\\\V_{HNO_2}=\frac{1L}{1,45}=0,69L$

El resto que completa el litro de solución es de solución de nitrito de sodio:

$V_{NaNO_2}=1L-0,69L=0,31L$

Answer 2

Respuesta:

Volumen HNO2 = 0.69 L  ;  Volumen NaNO2 = 0.31 L

Explicación: