Dubbio sul valore di n

I dati del problema sono quelli che seguono. Dovendo calcolare anche il pH al punto di equivalenza, ho necessità di avere un'informazione. Il testo riporta che "90,0 ml di una soluzione di ipoclorito di stagno (IV) vengono titolati con una soluzione di acido solforico 0,120 molale (densità della soluzione 1,35 g/ml), e si raggiunge il punto di equivalenza per aggiunta di 80,0 ml di soluzione titolante".

Durante lo svolgimento, trovo per prima la molarità di H2SO4. Tenendo conto che V = 11,76 g (0,12 mol *98 g/mol)/1,35 g/mL = 8,71 mL = 8,71 * 10^-3 L allora M = 0,12 mol/8,71*10^-3 L = 13,78.

Aggiornando i dati, al momento abbiamo 80 mL di H2SO4 13,78 M + 90 mL SnCl4.

Mi ripropongo di trovare la molarità di SnCl4 opportuna per raggiungere il p.e. Se l'equazione bilanciata è SnCl4 + 2 H2SO4  <==> Sn(SO4)2 + 4 HCl, quanto valgono le n di SnCl4? Le stesse che per H2SO4 (1,1 mol) ma divise per due?

Ci sono due errori piuttosto gravi.

O,120 molale significa che si sono 0,120 mol do H2SO4 disciolti in 1 kg di solvente, perciò:

m H2SO4 = 0,120 mol * 98,08 g/mol = 11,77 g

m soluzione = 1000 + 11,77 =1011,77 g

V soluzione = 1011,77 g / 1,35 g/L = 749 ml = 0,749 L

M H2SO4 = 0,120 mol / 0,749 L = 0,160 mol/L

Ipoclorito di stagno(IV) = Sn(ClO)4

Tu hai scritto il cloruro di stagno(IV) che non ha affatto caratteristiche basiche.

LuiCap ha scritto:

Ci sono due errori piuttosto gravi.

O,120 molale significa che si sono 0,120 mol do H2SO4 disciolti in 1 kg di solvente, perciò:

m H2SO4 = 0,120 mol * 98,08 g/mol = 11,77 g

m soluzione = 1000 + 11,77 =1011,77 g

V soluzione = 1011,77 g / 1,35 g/L = 749 ml = 0,749 L

M H2SO4 = 0,120 mol / 0,749 L = 0,160 mol/L

Ipoclorito di stagno(IV) = Sn(ClO)4

Tu hai scritto il cloruro di stagno(IV) che non ha affatto caratteristiche basiche.

La reazione durante la titolazione immagino sia: "Sn(ClO4)4 + 2 H2SO4  <==> Sn(SO4)2 + 4 HClO".

Se e solo se fosse corretta, per ogni mole di Sn(ClO)4, ci sarebbero due moli di H2SO4. Quanto varrebbe allora n Sn(ClO)4 al p.e.? Forse 1,28*10^-2/2?

Stai attenta: nella reazione hai di nuovo sbagliato la formula.

Sn(ClO)4 + 2 H2SO4 - - > Sn(SO4)2 + 4 HClO

Sì, le moli di Sn(ClO)4 sono la metà di quelle dell'H2SO4, ma è un dato che non ti serve per calcolare il pH al p.e.

LuiCap ha scritto:

Stai attenta: nella reazione hai di nuovo sbagliato la formula.

Sn(ClO)4 + 2 H2SO4 - - > Sn(SO4)2 + 4 HClO

Sì, le moli di Sn(ClO)4 sono la metà di quelle dell'H2SO4, ma è un dato che non ti serve per calcolare il pH al p.

No, no, ho solo digitato un quattro in più del dovuto 

LuiCap ha scritto:

Stai attenta: nella reazione hai di nuovo sbagliato la formula.

Sn(ClO)4 + 2 H2SO4 - - > Sn(SO4)2 + 4 HClO

Sì, le moli di Sn(ClO)4 sono la metà di quelle dell'H2SO4, ma è un dato che non ti serve per calcolare il pH al p.e.

Luisa, vienimi in aiuto, ti prego. Se abbiamo stabilito che la molarità di H2SO4 è 0,16, quella di Sn(ClO)4 dovrebbe essere 7,11*10^-2. Ricapitolando, dovremmo disporre di 90 mL di Sn(ClO)4 7,11*10^-2 titolati con una soluzione da 80 mL di H2SO4 0,16 M. Dopodiché

Sn(ClO)4   + 2 H2SO4  <==> Sn(SO4)2   +   4 HClO

6,4*10^-3.....1,28*10^-2...........0......................0.....

-6,4*10^-3....-6,4*10^-3.........+6,4*10^-3........+6,4*10^-3

0.....................2*(6,4*10^-3)......6,4*10^-3............4*(6,4*10^-3)

0.......................1,28*10^-2...........6,4*10^-3...............2,56*10^-2

Al p.e.

Sn(SO4)2   +   4 HClO <==> Sn(ClO)4   + 2 H2SO4

6,4*10^-3........2,56*10^-2........0..................0........

-6,4*10^-3........-6,4*10^-3.........+6,4*10^-3...+6,4*10^-3..

0.......................4*(1,92*10^-2)....+6,4*10^-3....2*(+6,4*10^-3)

0........................7,68*10^-2...........+6,4*10^-3....1,28*10^-2

Supponendo che quanto riportato sopra sia corretto, non saprei davvero come proseguire perché sono molto confusa. Immagino di dover applicare una formula per arrivare a H3O+ e conseguentemente al pH ma non ho manco una vaga idea di chi si comporti da acido e chi da base. Inoltre ti chiedo se H2SO4 possa essere considerato l'acido della base coniugata Sn(SO4)2 e la base Sn(ClO)4 quella coniugata all'acido HClO.

Mi dispiace, la seconda reazione non è corretta.

"...ma non ho manco una vaga idea di chi si comporti da acido e chi da base..."

Ti consiglio di chiarire questi dubbi prima di affrontare gli esercizi numerici.

Si tratta di una titolazione fra una base debole (ClO-) e un acido forte (H2SO4) con formazione dell'acido debole coniugato.

In forma molecolare la reazione che avviene durante la titolazione è:

Sn(ClO)4 + 2 H2SO4 --> Sn(SO4)2 + 4 HClO

In forma ionica la reazione è:

2 ClO- + H2SO4 --> 2 HClO + SO4(2-)

Questa è una reazione completa, cioè lo spostamento di un acido debole (HClO) da un suo sale (Sn(ClO)4) mediante un acido forte (H2SO4) (non una reazione di equilibrio indicata dalla doppia freccia che hai digitato); se così non fosse la reazione non potrebbe essere sfruttata per l'analisi volumetrica, ossia sarebbe impossibile rilevare il p.e. Ti consiglio di andare a studiare quali sono i requisiti che deve avere una reazione chimica per essere applicata all'analisi quantitativa volumetrica.

L'acido debole HClO reagisce poi con l'acqua secondo il seguente equilibrio, regolato dalla Ka dell'HClO che il testo dell'esercizio dovrebbe darti:

HClO + H2O <--> ClO- + H3O+

Calcoliamo la molarità dell'acido ipocloroso che si forma al p.e.:

n H2SO4 = 0,160 mol/L · 0,0800 L = 1,28·10^-2 mol

n Sn(ClO)4 = n Sn(SO4)2 = 1,28·10^-2 / 2 = 6,40·10^-3 mol

n HClO = 1,28·10^-2 · 2 = 2,56·10^-2 mol

M HClO = 2,56·10^-2 mol / 0,170 L = 0,151 mol/L

Prova tu ora a terminare l'esercizio e calcolare il pH al p.e.