Determinare il pH dopo aver aggiunto un volume di acido cloridrico concentrato?

a) Determinare il volume di metilammina gassosa misurata a 25°C e 790 mmHg che si deve far gorgogliare in 1,2 L di acqua per avere una soluzione a pH = 11,50. Si consideri nulla la variazione di volume della soluzione per immissione del gas (KCH3NH2 = 4,4 x 10-4). b) Determinare il pH dopo aver aggiunto un volume di 1,1 mL di acido cloridrico concentrato (d=1,18 g/mL; 37% in peso).

Per il primo punto mi sono ricavata il pOH e il valore di [OH-]; ho calcolato [CH3NH2] sfruttando K (risultato=0.0227), per poi moltiplicarlo con il volume noto e ottenere la concentrazione. Ho calcolato il volume= 6.42.

Per il secondo punto ho calcolato la massa: 37/100 x 1,18 x 1,1 x 10^-3, e poi il numero di moli.

Ho scritto  CH3NH2       + HCl ---------> CH3NH3 + Cl

                0.272              4,3x10^-5          0

                - 4,3x10^-5     - 4,3x10^-5      + 4,3x10^-5 

                0,271957                0                 4,3x10^-5 

c=0,2719/6,4211=0,042

pOH=-log(0.042)=1,3731

pH=14-1,3731=12,68

Il procedimento della prima parte è corretto, però moltiplicando [CH3NH2] = 2,27·10^-2 mol/L che hai calcolato per 1,2 L di soluzione acquosa non si ottiene una concentrazione, ma un numero di mol di CH3NH2:

n CH3NH2 = 2,27·10^-2 mol/L · 1,2 L = 2,73·10^-3 mol

Queste sono anche le moli iniziali di base debole a cui vengono poi aggiunti 1,1 mL di HCl al 37%.

Nella seconda parte ci sono invece sia errori di procedimento che di calcolo: non è possibile che addizionando un acido forte il pH della soluzione aumenti.

L'errore di calcolo è nella massa di HCl che si addiziona: 1,1 mL di soluzione di HCl al 37% non devono essere trasformati in L perché la densità della soluzione è espressa in g/mL.

Dopo aver addizionato l'HCl si forma una soluzione tampone formata da:

n CH3NH2 = 1,41·10^-2 mol in (1,2 + 0,0011) L di soluzione (il volume di HCl si può tranquillamente trascurare)

n CH3NH3(+) = n HCl = 1,32·10^-2 mol in (1,2 + 0,0011) L di soluzione (il volume di HCl si può tranquillamente trascurare)

Prova a rifare.

LuiCap ha scritto:

Il procedimento della prima parte è corretto, però moltiplicando [CH3NH2] = 2,27·10^-2 mol/L che hai calcolato per 1,2 L di soluzione acquosa non si ottiene una concentrazione, ma un numero di mol di CH3NH2:

n CH3NH2 = 2,27·10^-2 mol/L · 1,2 L = 2,73·10^-3 mol

Queste sono anche le moli iniziali di base debole a cui vengono poi aggiunti 1,1 mL di HCl al 37%.

Nella seconda parte ci sono invece sia errori di procedimento che di calcolo: non è possibile che addizionando un acido forte il pH della soluzione aumenti.

L'errore di calcolo è nella massa di HCl che si addiziona: 1,1 mL di soluzione di HCl al 37% non devono essere trasformati in L perché la densità della soluzione è espressa in g/mL.

Dopo aver addizionato l'HCl si forma una soluzione tampone formata da:

n CH3NH2 = 1,41·10^-2 mol in (1,2 + 0,0011) L di soluzione (il volume di HCl si può tranquillamente trascurare)

n CH3NH3(+) = n HCl = 1,32·10^-2 mol in (1,2 + 0,0011) L di soluzione (il volume di HCl si può tranquillamente trascurare)

Prova a rifare.

Grazie mille per tutto l'aiuto che mi sta dando in questo periodo... 

Il pH a quanto corrisponderà? devo applicare il procedimento che ho scritto prima, ovviamente cambiando i valori corretti..?

Rifacendo con più calma tutti i calcoli, mi sono accorta che anche nella parte a) ci sono degli errori di calcolo:

Nella parte b), come ho già scritto, ci sono degli errori sia di calcolo che di procedimento.

Se per "applicare lo stesso procedimento" intendi:

[OH-] = n CH3NH2 rimaste / volume CH3NH2 calcolato nella parte a)

ti rispondo assolutamente no.

Ti ho già scritto che si forma una soluzione tampone, la cui [OH-] si calcola dalla Kb tenendo conto che in soluzione è presente anche l'acido coniugato CH3NH3(+). Hendersons-Hasselbalch ti dice qualcosa???

Il pH finale è 10,74 o 10,78 a seconda delle approssimazioni nei calcoli che si effettuano.

Provaci di nuovo e posta il tuo procedimento.

LuiCap ha scritto:

Rifacendo con più calma tutti i calcoli, mi sono accorta che anche nella parte a) ci sono degli errori di calcolo:

Nella parte b), come ho già scritto, ci sono degli errori sia di calcolo che di procedimento.

Se per "applicare lo stesso procedimento" intendi:

[OH-] = n CH3NH2 rimaste / volume CH3NH2 calcolato nella parte a)

ti rispondo assolutamente no.

Ti ho già scritto che si forma una soluzione tampone, la cui [OH-] si calcola dalla Kb tenendo conto che in soluzione è presente anche l'acido coniugato CH3NH3(+). Hendersons-Hasselbalch ti dice qualcosa???

Il pH finale è 10,74 o 10,78 a seconda delle approssimazioni nei calcoli che si effettuano.

Provaci di nuovo e posta il tuo procedimento.

ho provato a risolverlo.

c(CH3NH3)= 0.0158

c(CH3NH2)=0.0169

pOH = 3.356 + log 0.0158/0.0169 = 3.326

pH=14-3.386=10.67

Può andare, ma se non mostri tutto il procedimento non so dirti se ci sono errori che si compensano l'uno con l'altro.

LuiCap ha scritto:

Può andare, ma se non mostri tutto il procedimento non so dirti se ci sono errori che si compensano l'uno con l'altro.

Ho calcolato m=37/100 x 1,1 x 1,18 = 0,480

n= 0,480/ 31 = 1,41 x 10^-2 

                         CH3NH2            +           HCl     <---->       CH3N3           +           Cl

                          2,79 x 10^-2...............1,41 x 10^-2...............0............................../....

                          -1,41 x 10^-2.............-1,41x10^-2.............+1,41 x 10^-2............../....

                            0,01384.........................0.........................1,41 x 10^-2 ............../....

pOH = 3,356 + log (0,01384/1,41x10^-2) = 3,34

pH= 10,65

Evidentemente tu e la calcolatrice non andate proprio d'accordo.

Le moli iniziali di CH3NH2 sono 3,11·10^-2 oppure 2,73·10^-2 a seconda del tipo di risoluzione per la Cb che si adotta nella parte a) dell'esercizio. Nel mio precedente allegato c'è solo un errore di trascrizione, ma i calcoli sono corretti.

Le moli iniziali di HCl sono 1,32·10^-2; hai sbagliato la massa molare dell'HCl, e se anche fosse 31 g/mol il risultato dell'operazione non sarebbe quello.

Prova a rifare.

LuiCap ha scritto:

Evidentemente tu e la calcolatrice non andate proprio d'accordo.

Le moli iniziali di CH3NH2 sono 3,11·10^-2 oppure 2,73·10^-2 a seconda del tipo di risoluzione per la Cb che si adotta nella parte a) dell'esercizio. Nel mio precedente allegato c'è solo un errore di trascrizione, ma i calcoli sono corretti.

Le moli iniziali di HCl sono 1,32·10^-2; hai sbagliato la massa molare dell'HCl, e se anche fosse 31 g/mol il risultato dell'operazione non sarebbe quello.

Prova a rifare.

Come darle torto  

CH3NH2            +           HCl            CH3N3           +           Cl

   2,73x 10^-2...............1,32 x 10^-2...............0............................../....

   -1,32 x 10^-2.............-1,32x10^-2.............+1,32 x 10^-2............../....

      0,0141..........................0.........................1,32 x 10^-2 ............../....

pOH=3,356 + log (1,32 x 10^-2 / 0,0141) =  3,327

pH=14-3,327 = 10, 67 

Quest'ultima parte è corretta? Vorrei sapere se è questo il modo di risolvere questo tipo di richiesta, cioè quando si deve "Determinare il pH dopo aver aggiunto un volume". 

La ringrazio per la pazienza.

Buona serata.

Ricordati però che la reazione tra la metilammina e l'acido cloridrico non è di equilibrio, ma può essere considerata completa perchè ha una Keq>>>1, quindi va scritta con solo una freccia.

Solo in seguito occorre considerare l'equilibrio della base debole con il suo acido coniugato per determinare la [OH-], il pOH e infine il pH. Cerca di non imparare le formule a memoria (tipo equazione di Henderson-Hasselbalch per il calcolo del pOH), ma di dare loro sempre un significato scrivendo le reazioni e le relative tabelle delle moli.

Questa è la mia risoluzione: