Variazione pH
Mi aiutate a risolvere questo problema? Sono in panne.
Calcolare la variazione di pH di una soluzione di nitrato di ammonio NH4NO3, 0,340 M, 100 ml

a)quando vengono aggiunti 50 ml di una soluzione di HCl 2N,
b) quanto vengono aggiunti 50 ml di una soluzione di NaOH 2N.

La costante di dissociazione di NH3+ = 1,75*10-5

Aspetto vostre risposte, per potermi confrontare!  *clap clap*
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Prima metti il tuo ragionamento... in seguito potremo correggrti
Nulla si CREA, nulla si DISTRUGGE -Democrito & Lavoisier-
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Concordo
Almeno provaci
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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Sono arrivata fin qui, nom riesco ad andare avanti, ed applicando la formula successivamente non mi trovo comunque con il risultato.


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Prima di applicare delle formule devi capire in quali situazioni ti trovi.
Se l'esercizio ti domanda la variazione di pH dopo le aggiunte a) e b), dovrai per prima cosa calcolare il pH iniziale della soluzione di NH4NO3, sale proveniente dalla base debole NH3.

Il sale NH4NO3 è un elettrolita forte, quindi in acqua è completamente dissociato nei suoi ioni:
NH4NO3(aq) --> NH4+ + NO3-
Gli ioni NH4+ reagiscono con l'H2O (acido più debole dell'NH4+), a differenza dello ione NO3-, base debolissima, più debole dell'H2O.
La reazione, detta di idrolisi, è:
NH4+ + H2O(l) <==> NH3(aq) + H3O+
la cui costante di dissociazione è:
Ka = Kw / Kb (NH3) = 5,71·10^-10
Ciò significa che lo ione ammonio è un'acido molto debole, quindi per il calcolo del pH è possibile trascurare [H3O+] al denominatore.
Risolvendo:
[H3O+] = radice quadrata (Ka x Ca) = radice quadrata (5,71·10^-10 x 0,340) = 1,36·10^-5
pH = 4,86 pH della soluzione 0,340 M di NH4NO3

Quando si aggiunge l'acido forte HCl, avremo che l'H+ proveniente dall'acido forte fa retrocedere l'equilibrio di idrolisi dello ione ammonio (acido molto debole), pertanto è possibile trascurare gli H+ provenienti da quest'ultimo:
n H+ provenienti da NH4NO3 = 1,36·10^-6 in 0,100 L
n H+ provenienti da HCl = 0,100 mol in 0,050 L
Anche senza fare calcoli, si capisce che le moli di H+ provenienti dal sale sono trascurabili rispetto a quelle provenienti dall'acido forte, perciò:
n H+ totali = 0,100 mol in 0,150 L
[H+] = 0,667 mol/L
pH = 0,176
La variazione di pH dopo l'aggiunta dell'acido forte è di -4,68 unità di pH

Quando si aggiunge la base forte NaOH avverrà la seguente reazione acido-base, che possiamo considerare completa:
NH4+ OH- --> NH3(aq) + H2O(l)
n NH4+ = 0,0340 mol iniziali in 0,100 L è il reagente limitante
n OH- = 0,100 mol iniziali in 0,050 L
Dopo la reazione non rimarrà nessuna mole di NH4+, mentre rimarranno in eccesso:
n OH- = (0,100 - 0,0340) = 0,066 mol in 0,150 L
[OH-] = 0,44 mol/L
pOH = 0,357
pH = 13,64
La variazione di pH dopo l'aggiunta della base forte è di +8,79 unità di pH
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Mariù, quimico, myttex
Luisa grazie mille, sei stata chiarissima nella spiegazione, ho ancora tanto da lavorare. Quale testo mi consigli di usare? La prof. ci ha consigliato il Bertini, in alternativa il Silvestroni.
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Io non sono laureata in chimica, ma solo diplomata con più di quarant'anni di insegnamento negli ITI ad indirizzo chimico. Non conosco i testi che hai citato, presumo siano testi a livello universitario.
Se non hai già una conoscenza di questi argomenti dai tuoi studi precedenti, io ti consiglio di iniziare lo studio con un testo a livello inferiore e poi quando hai un minimo di basi approfondire con quelli universitari.
Ciao
Luisa

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Mariù, quimico
Per Mariù

Visto dove eri arrivata con le tue forze nell'esercizio che ci hai proposto, prova ad aggiungere questi altri due passaggi e mostrare la tua soluzione.

Calcolare la variazione di pH quando a 100 mL di NH4NO3 0,340 M si aggiungono:
c) 10 mL di NaOH 2 M;
d) 17 mL di NaOH 2 M
Ciao
Luisa

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Mariù
(2015-10-17, 21:33)LuiCap Ha scritto: Prima di applicare delle formule devi capire in quali situazioni ti trovi.
Se l'esercizio ti domanda la variazione di pH dopo le aggiunte a) e b), dovrai per prima cosa calcolare il pH iniziale della soluzione di NH4NO3, sale proveniente dalla base debole NH3.

Il sale NH4NO3 è un elettrolita forte, quindi in acqua è completamente dissociato nei suoi ioni:
NH4NO3(aq) --> NH4+ + NO3-
Gli ioni NH4+ reagiscono con l'H2O (acido più debole dell'NH4+), a differenza dello ione NO3-, base debolissima, più debole dell'H2O.
La reazione, detta di idrolisi, è:
NH4+ + H2O(l) <==> NH3(aq) + H3O+
la cui costante di dissociazione è:
Ka = Kw / Kb (NH3) = 5,71·10^-10
Ciò significa che lo ione ammonio è un'acido molto debole, quindi per il calcolo del pH è possibile trascurare [H3O+] al denominatore.
Risolvendo:
[H3O+] = radice quadrata (Ka x Ca) = radice quadrata (5,71·10^-10 x 0,340) = 1,36·10^-5
pH = 4,86 pH della soluzione 0,340 M di NH4NO3

Quando si aggiunge l'acido forte HCl, avremo che l'H+ proveniente dall'acido forte fa retrocedere l'equilibrio di idrolisi dello ione ammonio (acido molto debole), pertanto è possibile trascurare gli H+ provenienti da quest'ultimo:
n H+ provenienti da NH4NO3 = 1,36·10^-6 in 0,100 L
n H+ provenienti da HCl = 0,100 mol in 0,050 L
Anche senza fare calcoli, si capisce che le moli di H+ provenienti dal sale sono trascurabili rispetto a quelle provenienti dall'acido forte, perciò:
n H+ totali = 0,100 mol in 0,150 L
[H+] = 0,667 mol/L
pH = 0,176
La variazione di pH dopo l'aggiunta dell'acido forte è di -4,68 unità di pH

Quando si aggiunge la base forte NaOH avverrà la seguente reazione acido-base, che possiamo considerare completa:
NH4+ OH- --> NH3(aq) + H2O(l)
n NH4+ = 0,0340 mol iniziali in 0,100 L è il reagente limitante
n OH- = 0,100 mol iniziali in 0,050 L
Dopo la reazione non rimarrà nessuna mole di NH4+, mentre rimarranno in eccesso:
n OH- = (0,100 - 0,0340) = 0,066 mol in 0,150 L
[OH-] = 0,44 mol/L
pOH = 0,357
pH = 13,64
La variazione di pH dopo l'aggiunta della base forte è di +8,79 unità di pH


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No Mariù, senza l'intenzione di offenderti ma, come hai detto tu "ho ancora molta strada da fare" :-(
Il punto c) è sbagliato e la partenza del punto d) pure.
Attenta, perché (0,02 - 0,0340) non fa 0,140 :-/
Prima di passare agli esercizi ti consiglio di studiare tutto il capitolo che riguarda l'equilibrio acido-base.
Più tardi ti mostro la risoluzione.
Ciao
Luisa

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il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
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