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

[nemrac99]

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

[LuiCap]

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.

[nemrac99]

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..?

[LuiCap]

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.

[nemrac99]

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

[LuiCap]

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

[nemrac99]

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

[LuiCap]

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.

[nemrac99]

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.

[LuiCap]

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: