Esercizio formule del pH

Buonasera ho svolto questo esercizio proposto dalla Prof.ssa del Forum nella sezione di Teoria:

1) Calcolare la concentrazione molare di tutte le specie presenti in soluzione a pH = 10.

2) Calcolare il pH di una soluzione in cui il rapporto [HA]/[A-] = 3,5·10^-4

3) Calcolare la concentrazione molare di A- a pH = 4,2

Al punto 2 non sapevo se dovevo scrivere la condizione protonica. Grazie

Ho provato anche a cercare il pH se si mescola un sale NaF 10^-5 M, ka=6.8×10^-4. Il problema è che l'intersezione della curva HA con le y mi viene con un valore che supera il 14 e io il diagramma l'ho fatto nella scala 0-14: in pratica non riesco a trovare il punto C dello schema per disegnare il diagramma che la Prof.ssa mi ha spiegato nella sezione di Teoria. Usando le stesse lettere che la Prof.ssa ha usato:

Ho trovato il punto A(0;-5)

B(3.1;-5.3)

C(14; -5+3.1-14)=(14;-15,9) è possibile? Oppure è colpa del valore sbagliato della ka?

Capisco che il tuo docente si accontenti di valori approssimati, ma pare che un righello lo possieda solo io.

Il punto 1) è corretto... però ahimé solo questo.

2) Se il rapporto [HA]/[A-] = 3,5·10^-4 significa che il denominatore è maggiore del numeratore, cioè la concentrazione della base debole A- è maggiore di quella del suo acido coniugato HA, quindi il pH deve essere maggiore di 7. Non è però 10 come hai scritto tu.

3) Bisogna ragionare sui risultati che si ottengono Rosa.

Scrivi che la [A-] = 0,491 M

Come può essere se:

Ca = [HA] + [A-] = 0,01 M ????????????

4) Il valore della Ka di HF è corretto.

Fai un grafico decente che rappresenti la soluzione CH3COOH 10^-2 M + NaF 10^-5 M, allegalo anche se non ne sei convinta e poi ne riparliamo.

Mi sa che per assimilare questa materia devo smetterla di mettere tanta carne a fuoco,e tante discipline insieme. Ho sbagliato anche 0.491 pensavo che si dovesse fare logpka. La ringrazio

Mi sa anche a me.

Il tuo problema è che, oltre alle difficoltà insite nella materia, ci unisci delle difficoltà di calcolo matematico (logpKa??? cosa sarebbe il logaritmo di un -logaritmo???) e di lettura di un grafico.

La risoluzione dei primi tre punti è la seguente.

Osserva con attenzione le frecce che ho indicato sulle linee tratteggiate delle varie costruzioni grafiche:

- quando il pH è noto e si deve ricavare una concentrazione le frecce delle linee tratteggiate verticali vanno verso l'alto,

- quando è nota una concentrazione e si deve ricavare il pH le frecce delle linee tratteggiate verticali vanno verso il basso.

Per il punto 4 prova a dirmi la o le differenze che trovi tra questi due grafici:

Ho svolto questo esercizio:

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Traccia: calcola il pH della slz 10^-3 M di HF. Ka=6.75×10^-4. Scusi ancora tutto il disturbo

Forse non riesco a comprendere io dove sta la tua difficoltà, ma penso che tu continui a confondere le modalità di costruzione del grafico con l'uso del grafico già costruito.

Il grafico che hai costruito è corretto.

Una volta che lo hai su carta devi semplicemente ricavare il pH mediante costruzione grafica:

Il pH di una soluzione 10^-3 M di HF non è altro che il punto di intersezione tra la curva log [HF] e la retta log [H+].

Questo punto di intersezione ha coordinate:

y --> log [HF] = [H+] = -3,5 questo valore numerico lo leggi direttamente sulla scala questa equazione è sbagliata , mi sono corretta alla successiva risposta n° 12.

x --> pH = 3,5 questo valore non è altro che la perpendicolare del punto y sull'asse delle ascisse.

A me invece veniva pH=3.2 vuol dire che sbaglio la scala. No ma Lei comprende bene, il fatto è che io mi confondo e mi esprimo pure male nel porre le domande. Sempre quando può e se ha tempo, sempre se vuole potrebbe consigliarminqualche esercizio anche con le basi in cui devo trovare pH e concentrazioni? nel senso da sola continuo a fare esercizi magari "facilitati" e sul libro non ce ne sono molti...La ringrazio!

In questo caso il tratto rettilineo della curva -log [HF] e la retta -log [H+] sono praticamente sovrapposti. Ti consiglio di costruire il grafico (e non solo questo!!!) su un bel foglio di carta millimetrata in formato A4... la vendono ancora nonostante i fogli di calcolo in formato elettronico. Con la prosecuzione degli studi ti sarà indispensabile imparare l'uso di un foglio di calcolo elettronico; così come per la tesi ti consiglio di imparare ad usare un programma di scrittura tipo Word... se aspetti il momento della tesi è troppo tardi.

Si infatti stavo cercando la carta delle scuole elementari ma mi conviene ricomprarla eh quanto è lungimirante Lei .già la tesi! Il tempo vola ha ragione .In effetti ci stavo pensando da qualche parte mi tocca imparare a fare i grafici con il pc altrimenti come farò dopo?!

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Per esempio qui numericamente mi ritrovo, il pH è 6.65; invece per i grafici avevo letto che si trascurano gli OH- se la curva logOH- è molto lontana dall'intersezione che soddisfa la condizione protonica. In questo caso la retta di OH- è molto vicina all'intersezione quindi non li trascuro ? Il fatto che sia così vicina come si traduce?

ma quindi se imparo a usare excel avrò le soluzioni di tutti questi esercizi senza disturbarLa?!

Rosa ha scritto:

ma quindi se imparo a usare excel avrò le soluzioni di tutti questi esercizi senza disturbarLa?!

Rosa, la tua ingenuità in campo informatico mi commuove!!!

Se impari ad usare Excel risolvi semplicemente l'incombenza di dover disegnare il grafico logaritmico a mano perché lo disegna il computer. Per poterlo fare però devi sapere non solo quali formule immettere, ma anche come immetterle con un linguaggio proprio di Excel: l'essere pensante sei tu, il computer fa solo quello che tu gli dici di fare!!!

Negli allegati che seguono trovi i due grafici logaritmici di HF e HCN ricavati con Excel; questa volta ho fatto disegnare al computer una carta millimetrata con la quale risulta più accurata la lettura dei valori numerici in ascisse e in ordinate. Gli ho detto io come fare, lui da solo non lo fa.

Per il pH di una soluzione di HF 10^-3 M avevi ragione tu, quindi sostituisci la mia precedente risposta con quella che trovi in seguito: avevo stupidamente scritto che il pH si trova all'intersezione della curva log [HF] con la retta log [H+], invece è "l'intersezione della curva log [F-] con la retta log [H+].

Una volta che il grafico è disegnato dal computer puoi stamparlo ed utilizzarlo per la risoluzione grafica degli esercizi e, anche qui, è il tuo cervello che deve sapere come operare.

Cosa ancora diversa è la risoluzione analitica: il pH di una soluzione di acido debole monoprotico si ricava solo con un'elaborazione matematica dei dati senza utilizzare alcun tipo di grafico.

Prova adesso da sola a ricavare le equazioni che servono per disegnare il grafico logaritmico di una base debole B di concentrazione C e Kb note, ad esempio:

NH3

C = 10^-2 M

pKb = 4,75

grazie mille Prof lo farò, in ambito informatico di Excel sì sono incompetente e non so proprio nulla però altri programmi al pc li uso eccome(ovvio che per le stupidaggini si smanetta ovunque per le questioni serie un casino)

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Ah ma quello certo lo so che sono io che devo risolvere ma una volta che mi ha fatto il disegno imparo a calcolare la condizione protonica

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Il mio problema è disegnare al volo

Va bene se parto da questo equilibrio di NH4+ oppure devi partire da NH3?

Eh no, devi partire da NH3 e dalla pKb.

Ah ok pensavo sempre alle scorciatoie io perdo tempo per non perderlo assurdo!!! Grazie

Nel testo dell'esercizio nell'ultimo allegato che hai postato c'è un errore:

NH3 ha:

pKb = 4,75

pKa = 9,25

scusi avevo copiato male

Mi manca il punto b) e c) ma mi sorge il dubbio se logOH-=logNH4+ non ricavo il pOH invece di pH?

Le equazioni che hai ricavato sono corrette.

Se log [NH4+] = log [OH-] significa che log [NH3] = log [H+].

Prova ora a costruire il grafico.

Scusi ma se cerco l'intersezione tra logNH3 e logH+ mi viene un pH diverso rispetto a quello che otterrei se cercassi logOH-= logBH+, però ho scelto quest'ultima perché con una base non era probabile un pH acido: resta il mio dilemma in casi generali quale intersezione ha la precedenza quella tra NH3 e la retta di H+ oppure l'intersezione tra le curve OH- e NH4+?

Forse questo dubbio si risolve se dopo essermi trovata tutte le concentrazioni stabilisco cosa trascurare nella condizione protonica?

Rosa, ho esaurito le parole.

Cerca di capire il significato delle costruzione grafiche che ho fatto nei due seguenti grafici che ovviamente sono identici:

- quello di sinistra si ottiene da NH3 10^-2 M con pKb = 4,75

- quello di destra si ottiene da NH4+ 10^-2 M con pKa = 9,25

Non esiste una intersezione che ha la precedenza su un'altra, hanno semplicemente significati diversi.

Ah ecco cercavo infatti il pH di una soluzione di NH3 grazie e scusi per l'esaurimento delle sue parole

Vede si immagina che disastro se al compito dovessi ricavare le formule per un acido triprotico come nell'allegato che mi ha consigliato nell'altro post ?  ma da me nessuno incluso il prof nel disegnarlo ha ricavato le equazioni. E le mie compagne hanno detto che non è importante ogni intersezione con gli assi (che troverei perfettamente usando le giuste equazioni) bastano i punti sistema. Mah...Faccio prima a non fare l'esercizio e a concentrarmi sul resto dell' 80% del programma(orbitali, parti radiali ecc, acidità, nucleare ) !!!

Le tue compagne hanno ragione per quanto riguarda una specie monoprotica.

Per le specie di- e poliprotiche non bastano solo i punti sistema!!!

Sfido sia il prof che le tue compagne a disegnare "a mano" i seguenti grafici logaritmici, tutti riferiti ad un acido debole triprotico H3A con C = 10^-2 M, ma con diversi valori di pKa1, pKa2 e pKa3.

Hai mai visto il prof durante la spiegazione disegnare alla lavagna (non leggendo le sue slide preparate in precedenza proiettate su schermo!!!) "a mano" un grafico logaritmico di un acido debole triprotico con pKa indicate in quel momento da uno studente in aula solo con i punti sistema??? Se lo hai visto ti restituisco il mazzo di fiori perché non me lo merito.

Con un foglio elettronico è semplicissimo, è proprio questa la sua potenzialità: basta cambiare al volo i valori delle pKa e il grafico si aggiorna automaticamente!!!

No mai visto !!!  ho visto solo le slides. Sì per un acido monoprotico magari non importa ma alla fine son 2 formuline da applicare che mi costa ricordarle...e ho riascoltato le parole della registrazione del prof secondo me non ci si rende conto che a mano tocca ricavarsi le equazioni ma non per incompetenza( ma per poca voglia/passione di insegnare anche in questo caso). Secondo me per un acido triprotico al compito il grafico ce lo darà lui: chiederà trovare le pka1,2,3, le concentrazioni, il pH.Se non dovesse darcelo pazienza non farò questo esercizio per mancanza di tempo (al max sarà 1 difficile sul grafico generalmente ) altrimenti spreco troppa memoria da conservare per altre cose (che tra l'altro 3 mesi fa avevo cercato di impararle queste benedette formule dopo 2 giorni son nel cestino oppure le ricavo ma ho bisogno di 30 minuti e per ragioni probabilistiche di superamento con il minimo non mi conviene