[CHIMICA] Esercizio pH
Salve, vi posto un esercizio in cui non riesco ad andare avanti...
A 25° una soluzione è stata ottenuta mescolando 150 mL di una soluzione di NaOH 0,015 mol/L con 50 mL di HClO4 0,045 mol/L. Si calcoli il pH della soluzione....
Allora vi scrivo cosa ho fatto io... ho calcolato le moli di entrambe i composti, esattamente:
n(NaOH) = 0,0025 mol
n(HClO4) = 0,0025 mol
poichè le moli sono uguali non c'è nessun componente in difetto... quindi se calcolo il pH come -log([NaOH]) oppure -log([HCLO4]) ottengo la stessa cosa... ovvero pH = 1,95 ..... ma il procedimento è giusto? Grazie mille in anticipo!
A 25° una soluzione è stata ottenuta mescolando 150 mL di una soluzione di NaOH 0,015 mol/L con 50 mL di HClO4 0,045 mol/L. Si calcoli il pH della soluzione....
Allora vi scrivo cosa ho fatto io... ho calcolato le moli di entrambe i composti, esattamente:
n(NaOH) = 0,0025 mol
n(HClO4) = 0,0025 mol
poichè le moli sono uguali non c'è nessun componente in difetto... quindi se calcolo il pH come -log([NaOH]) oppure -log([HCLO4]) ottengo la stessa cosa... ovvero pH = 1,95 ..... ma il procedimento è giusto? Grazie mille in anticipo!
Risposte
Ciao Mark, allora la chimica mi interessa e sono qui per imparare come te, detto questo:
l'idrossido di sodio $NaOH$ è una base giusto? la famigerata soda caustica , libera (o meglio fa in modo che in soluzione acquosa ci sia un eccesso di ioni, a volte passa di qui un futuro chimico, Roberto, che ci ha spiegato per bene cosa sono gli acidi e le basi) $OH^-$?
mentre $HClO_4$, l'acido perclorico è appunto un acido, e fa si che in soluzione ci sia un eccesso di $H_3O^+$
allora secondo me bisognerebe sapere quanti ioni in eccesso creano entrambi i componenti perchè magari si neutralizzano o magari uno è più potente dell'altro, a tal fine sarà necessario conoscere le costanti di dissociazione di entrambi alla temperatura indicata, che ne dici?
Mi sembra che la soda caustica sia una base molto forte e la possiamo considerare completamente dissociata in soluzione acquosa, per l'acido perclorico che ne sai?
A risentirci
l'idrossido di sodio $NaOH$ è una base giusto? la famigerata soda caustica , libera (o meglio fa in modo che in soluzione acquosa ci sia un eccesso di ioni, a volte passa di qui un futuro chimico, Roberto, che ci ha spiegato per bene cosa sono gli acidi e le basi) $OH^-$?
mentre $HClO_4$, l'acido perclorico è appunto un acido, e fa si che in soluzione ci sia un eccesso di $H_3O^+$
allora secondo me bisognerebe sapere quanti ioni in eccesso creano entrambi i componenti perchè magari si neutralizzano o magari uno è più potente dell'altro, a tal fine sarà necessario conoscere le costanti di dissociazione di entrambi alla temperatura indicata, che ne dici?
Mi sembra che la soda caustica sia una base molto forte e la possiamo considerare completamente dissociata in soluzione acquosa, per l'acido perclorico che ne sai?
A risentirci
beh...l'unica cosa che posso dirti è che l'acido perclorico è un acido forte quindi questo sarebbe un mescolamente tra acido forte e base forte.... che, in soluzione acquosa, non si idrolizza e la sua soluzione acquosa reagisce neutra... ma con questo? pH = 7?
Non so proprio come fare...
Non so proprio come fare...
Ciao Mark, purtroppo io non sono un futuro chimico quindi posso solo ragionare con te, tu mi dici che le moli di un composto sono uguali alle moli dell'altro (non ho controllato i conti) e che una è una base forte e l'altra un acido forte, di conseguenza sono compoletamente dissociati, possiamo concludere che si neutralizzano perfettamente?
non saprei se possiamo concludere così...
Ragazzi vi posto un altro esercizio... non riesco a capire come funzionano.... Help pls.... 
Una soluzione è stata preparata mescolando $150$ mL di una soluzione di acido nitrico $HNO_3$ $2,0x10^(-3)$ mol/L con $50$ mL di una soluzione di nitrato di potassio $KNO_3$ $0,05$ mol/L.
A) Si calcoli il pH della soluzione risultante.
B) Alla soluzione finale vengono aggiunti $50$ mL di una soluzione di idrossido di potassio $KNO$ $4,0x10^(-3)$ mol/L. Si calcoli il pH della soluzione risultante.
Vi spiego come ho ragionato ma non credo che abbia fatto bene:
Per il punto A.
Calcolo le moli di $HNO_3$ e $KNO_3$che sono date da:
$mol_(HNO_3)=0,002*0,150=0,0003$
$mol_(KNO_3)=0,05*0,050=0,0025$
Quindi sapendo che $HNO_3$ è un acido forte e quindi rilascia $H_3O^+$ e $KNO_3$ è un sale potrei concludere che il pH è dato dalla concentrazione di $HNO_3$? Cioè $pH = 2,82$ ?
per il punto B aspetto a pubblicarlo poichè voglio sapere se la prima parte è fatta bene....
Una soluzione è stata preparata mescolando $150$ mL di una soluzione di acido nitrico $HNO_3$ $2,0x10^(-3)$ mol/L con $50$ mL di una soluzione di nitrato di potassio $KNO_3$ $0,05$ mol/L.
A) Si calcoli il pH della soluzione risultante.
B) Alla soluzione finale vengono aggiunti $50$ mL di una soluzione di idrossido di potassio $KNO$ $4,0x10^(-3)$ mol/L. Si calcoli il pH della soluzione risultante.
Vi spiego come ho ragionato ma non credo che abbia fatto bene:
Per il punto A.
Calcolo le moli di $HNO_3$ e $KNO_3$che sono date da:
$mol_(HNO_3)=0,002*0,150=0,0003$
$mol_(KNO_3)=0,05*0,050=0,0025$
Quindi sapendo che $HNO_3$ è un acido forte e quindi rilascia $H_3O^+$ e $KNO_3$ è un sale potrei concludere che il pH è dato dalla concentrazione di $HNO_3$? Cioè $pH = 2,82$ ?
per il punto B aspetto a pubblicarlo poichè voglio sapere se la prima parte è fatta bene....
Per il primo esercizio:
Essendo che reagiscono una base forte e un acido forte, la reazione è quantitativa, quindi si calcolano le moli e si vanno a sottrarre tra di loro: in questo caso essendo in gioco la stessa quantità di moli, alla fine della reazione (penso che in una reazione così non riesci neanche a tener in mano la provetta per quanto è esotermica) non ci sarà in soluzione ne l'acido ne la base, quindi non ha senso utilizzare la formula -log(...) perchè appunto non hai nessuna delle due specie. ti ritrovi invece in soluzione un sale (in questo caso NaClO4) che è formato da due contro ioni estremamente deboli, che quindi non vanno a modificare il pH. Alla fine della giostra, per quanto può sembrare strano, un acido-base con due specie fortissime (il perclorico è uno degli acidi più forti) ci ritroviamo a pH neutro.
Secondo esercizio:
Il punto b è banalissimo, fai la reazione quantitativa fra l'acido e la base (essendo quantitativa lavori in moli) e trovi quante moli della specie in eccesso ti sono rimaste (in questo caso è l'acido), dividi per il volume e fai l'antilogaritmo.
Il punto a invece è molto sottile: mettendoti il sale, uno potrebbe pensare che si tratta di un tampone e quindi ragionare scrivendo l'equilibrio fra l'acido e il sale, ma in realtà esserendo un acido che si dissocia in modo forte (l'HNO3 mi ha bucato mezzo camice) non c'è un costante di equilibrio e anche in questo caso la reazione è quantitativa. Hai fatto bene Mark ha calcolare le moli, dividerle per il volume e fare l'antilog per calcolare il pH.
Vorrei spiegare meglio le reazioni acido base, ma è tardi e lo farò a breve (e da lucido).
vi lascio con una battuta: Perchè l'orso bianco è ben solubile in acqua? perchè è POLARE (chi la capisce è una brutta persona)
Essendo che reagiscono una base forte e un acido forte, la reazione è quantitativa, quindi si calcolano le moli e si vanno a sottrarre tra di loro: in questo caso essendo in gioco la stessa quantità di moli, alla fine della reazione (penso che in una reazione così non riesci neanche a tener in mano la provetta per quanto è esotermica) non ci sarà in soluzione ne l'acido ne la base, quindi non ha senso utilizzare la formula -log(...) perchè appunto non hai nessuna delle due specie. ti ritrovi invece in soluzione un sale (in questo caso NaClO4) che è formato da due contro ioni estremamente deboli, che quindi non vanno a modificare il pH. Alla fine della giostra, per quanto può sembrare strano, un acido-base con due specie fortissime (il perclorico è uno degli acidi più forti) ci ritroviamo a pH neutro.
Secondo esercizio:
Il punto b è banalissimo, fai la reazione quantitativa fra l'acido e la base (essendo quantitativa lavori in moli) e trovi quante moli della specie in eccesso ti sono rimaste (in questo caso è l'acido), dividi per il volume e fai l'antilogaritmo.
Il punto a invece è molto sottile: mettendoti il sale, uno potrebbe pensare che si tratta di un tampone e quindi ragionare scrivendo l'equilibrio fra l'acido e il sale, ma in realtà esserendo un acido che si dissocia in modo forte (l'HNO3 mi ha bucato mezzo camice) non c'è un costante di equilibrio e anche in questo caso la reazione è quantitativa. Hai fatto bene Mark ha calcolare le moli, dividerle per il volume e fare l'antilog per calcolare il pH.
Vorrei spiegare meglio le reazioni acido base, ma è tardi e lo farò a breve (e da lucido).
vi lascio con una battuta: Perchè l'orso bianco è ben solubile in acqua? perchè è POLARE (chi la capisce è una brutta persona)
Ciao Roberto,
conto molto su di te, non sono affatto sicura delle mie conclusioni: ho studiato chimica tanti anni fa e ricordo che non è per niente banale, bisogna sempre riflettere con grande attenzione. Attendo di leggere tuoi ulteriori interventi, mi sono utilissimi!
conto molto su di te, non sono affatto sicura delle mie conclusioni: ho studiato chimica tanti anni fa e ricordo che non è per niente banale, bisogna sempre riflettere con grande attenzione. Attendo di leggere tuoi ulteriori interventi, mi sono utilissimi!
l'avete voluto voi, ecco il pappone sulle acido-base! No scherzo, cercherò di trattare l'argomento in maniera non troppo pesante e soprattutto che sia alla portata di tutti (non che serva un chissà quale bagaglio teorico, però ci sono molte picole sottigliezze che vanno spiegate e digerite).
Reazione Acido FORTE - Base FORTE
Un acido (base) forte è definito, in questo tipo di reazione, come una specie che in acqua si dissocia completamente dando ioni H+ (OH-). Alla luce di questo, è evidente che mescolando un acido forte e una base forte si ha una situazione del tipo HA + BOH = H+ + A- + B- + OH- La regola insegna che la reazione è quantitativà, ovvero tutto l'acido e la base sono consumati per formare BA + H2O. Perchè questo? Perchè se la costante di dissociazione dell'acqua in idrogeno e ossidrile è nell'ordine di 10^-14, allora la costante di associazione (1/Kw) sarà elevatissima (10^14) perciò la reazione all'equilibrio sarà completamente spostata sui prodotti. Si lavora quindi in moli (sempre quando c'è una reazione quantitativa), ovvero si sottraggono alla specie con più moli quella con meno moli, e poi si divide quello che esce per il volume. Cosi si ha la concentrazione della specie residua (acido o base che sia) e con l'antilog si calcola il pH. Il sale non cambia assolutamente il ph, perchè deriva dai coniugati di due cose forti e sono quindi debolissimi. Se le quantità di acido forte e base forte fatte reagire sono uguali, il pH sarà neutro.
Reazione Specie FORTE- Specie DEBOLE
Qui la storia si fà più complicata: prima si imposta la reazione Quantitativa (si lavora in moli) tra il forte e il debole, che porterà alla formazione del sale coniugato del debole (se il sale coniugato di una specie forte è debole, allora il sale coniugato di una specie debole è... sempre debole!! però in questo caso il coniugato andrà a far variare il pH!)
Dopo aver fatto i dovuti calcoli su questa reazione (vedere chi è in eccesso e chi in difetto, e quanto prodotto si forma) allora ci sono due opzioni:
1) Se la specie forte (acido o base che sia) è in eccesso, allora sarà la sua concentrazione a darci il pH (con la formula -log di...) e quindi si scriverà la reazione di dissociazione di questo.
2) Se invece è la specie debole ad essere in eccesso, questa, dopo aver consumato tutto il forte, si andrà a riequilibrare con il suo coniugato: si scriverà quindi la reazione del debole in acqua che va a formare il suo coniugato (es. HA + H2O = A- + H3O+). Però in questo caso abbiamo una concentrazione Ca del debole, ma anche una concentrazione Cs del suo coniugato. Si imposta quindi l'equazione della Ka (o Kb se abbiamo una base debole) in questa maniera: (Cs-x)(x)/Ca-x=Ka dove x è la conc di H3O+ che si forma all'equilibrio e che ci darà il pH
E' ininfluente che la reazione sia acido forte/base debole oppure acido debole/base forte
Reazione Acido FORTE - Base FORTE
Un acido (base) forte è definito, in questo tipo di reazione, come una specie che in acqua si dissocia completamente dando ioni H+ (OH-). Alla luce di questo, è evidente che mescolando un acido forte e una base forte si ha una situazione del tipo HA + BOH = H+ + A- + B- + OH- La regola insegna che la reazione è quantitativà, ovvero tutto l'acido e la base sono consumati per formare BA + H2O. Perchè questo? Perchè se la costante di dissociazione dell'acqua in idrogeno e ossidrile è nell'ordine di 10^-14, allora la costante di associazione (1/Kw) sarà elevatissima (10^14) perciò la reazione all'equilibrio sarà completamente spostata sui prodotti. Si lavora quindi in moli (sempre quando c'è una reazione quantitativa), ovvero si sottraggono alla specie con più moli quella con meno moli, e poi si divide quello che esce per il volume. Cosi si ha la concentrazione della specie residua (acido o base che sia) e con l'antilog si calcola il pH. Il sale non cambia assolutamente il ph, perchè deriva dai coniugati di due cose forti e sono quindi debolissimi. Se le quantità di acido forte e base forte fatte reagire sono uguali, il pH sarà neutro.
Reazione Specie FORTE- Specie DEBOLE
Qui la storia si fà più complicata: prima si imposta la reazione Quantitativa (si lavora in moli) tra il forte e il debole, che porterà alla formazione del sale coniugato del debole (se il sale coniugato di una specie forte è debole, allora il sale coniugato di una specie debole è... sempre debole!! però in questo caso il coniugato andrà a far variare il pH!)
Dopo aver fatto i dovuti calcoli su questa reazione (vedere chi è in eccesso e chi in difetto, e quanto prodotto si forma) allora ci sono due opzioni:
1) Se la specie forte (acido o base che sia) è in eccesso, allora sarà la sua concentrazione a darci il pH (con la formula -log di...) e quindi si scriverà la reazione di dissociazione di questo.
2) Se invece è la specie debole ad essere in eccesso, questa, dopo aver consumato tutto il forte, si andrà a riequilibrare con il suo coniugato: si scriverà quindi la reazione del debole in acqua che va a formare il suo coniugato (es. HA + H2O = A- + H3O+). Però in questo caso abbiamo una concentrazione Ca del debole, ma anche una concentrazione Cs del suo coniugato. Si imposta quindi l'equazione della Ka (o Kb se abbiamo una base debole) in questa maniera: (Cs-x)(x)/Ca-x=Ka dove x è la conc di H3O+ che si forma all'equilibrio e che ci darà il pH
E' ininfluente che la reazione sia acido forte/base debole oppure acido debole/base forte
Scusate i miei continui post, chiedo un altro aiutino sempre per gli esercizi sul pH....
Una soluzione è stata preparata mescolando $100$ mL di una soluzione di acido cloridrico $HCl$ $0,100$ mol/L e $200$ mL di una soluzione di idrossido di sodio $KOH$ $0,05$ mol/L.
A) Calcolare il pH della soluzione
B) A questa soluzione finale vengono aggiunti $50$ mL di una sostanza di ammoniaca $NH_3$ ($K_b=1,8x10^(-5)$) $7,0x10^(-1)$ mol/L. Calcolare il pH della nuova soluzione.
Io ho fatto così, credo che per il punto A non ci siamo problemi:
Reazione acido forte - base forte quindi calcolo le moli ed essendo le stesse avrò un pH neutro. Giusto?
Per il punto B ora aggiungo alla soluzione neutra una base debole... ovvero $NH_3$ ma non so come procedere...qual'è il ragionamento da fare? Credo che il pH dovrebbe uscire basico...
Una soluzione è stata preparata mescolando $100$ mL di una soluzione di acido cloridrico $HCl$ $0,100$ mol/L e $200$ mL di una soluzione di idrossido di sodio $KOH$ $0,05$ mol/L.
A) Calcolare il pH della soluzione
B) A questa soluzione finale vengono aggiunti $50$ mL di una sostanza di ammoniaca $NH_3$ ($K_b=1,8x10^(-5)$) $7,0x10^(-1)$ mol/L. Calcolare il pH della nuova soluzione.
Io ho fatto così, credo che per il punto A non ci siamo problemi:
Reazione acido forte - base forte quindi calcolo le moli ed essendo le stesse avrò un pH neutro. Giusto?
Per il punto B ora aggiungo alla soluzione neutra una base debole... ovvero $NH_3$ ma non so come procedere...qual'è il ragionamento da fare? Credo che il pH dovrebbe uscire basico...
Buona sera mark, in attesa del fidato Roby...
Allora se il pH è neutro allora l'aggiunta di una base dovrebbe renderlo maggiore di 7, ma la nostra soluzione, che in totale dovrebbe aver raggiunto il volume di 350ml, non è acqua pura bensì una soluzione in cui sono presenti $K^+$ e $Cl^-$ (secondo me si forma il cloruro d'ammonio $NH_4Cl$, ma la butto lì, non so neanche quanto sia solubile in acqua, puoi controllare tu?), secondo te questi ioni disciolti in acqua possono influire sulla reazione $NH_3 + H_2O->NH_4^+ + OH^-$?
PS un'osservazione $x$ indica l'incognita per la moltiplicazione usa $*$, è l'asterisco tra i segni del dollaro.
A più tardi.
Allora se il pH è neutro allora l'aggiunta di una base dovrebbe renderlo maggiore di 7, ma la nostra soluzione, che in totale dovrebbe aver raggiunto il volume di 350ml, non è acqua pura bensì una soluzione in cui sono presenti $K^+$ e $Cl^-$ (secondo me si forma il cloruro d'ammonio $NH_4Cl$, ma la butto lì, non so neanche quanto sia solubile in acqua, puoi controllare tu?), secondo te questi ioni disciolti in acqua possono influire sulla reazione $NH_3 + H_2O->NH_4^+ + OH^-$?
PS un'osservazione $x$ indica l'incognita per la moltiplicazione usa $*$, è l'asterisco tra i segni del dollaro.
A più tardi.
Bene, vedo che siete sulla buona strada per la risoluzione del problema, quindi vi lascio tutto il divertimento (il cloruro è un elettrolita forte, è solubilissimo in acqua)
Sembra che Mark abbia perso interesse verso questo problema... se non si fa più vivo proverò a concludere, sempre sotto la tua supervisione Roberto.
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