Esercizio equilibri e tampone

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ketty_slash

2016-01-14 16:53

Non riesco a risolvere questo esercizio :-S Avete 250 ml di CH3CH2COOH (acido propionico), 0,100 M (ka=1,35x10-5). Dovete aggiustare il pH per aggiunta di una soluzione appropriata. Che volume dovete aggiungere di 1- HCl 1,00 M per abbassare il pH ad 1.00 2- NaCH3CH2COO 1.00 M per aumentare il pH a 4 3- acqua per aumentare il pH di 0,15 Nella prima ho un eccesso di H3O+? non riesco a fare  nessun punto  O_o

thenicktm

2016-01-14 16:58

250 litri?

ketty_slash

2016-01-14 18:02

thenicktm ha scritto:

250 litri?

Ho corretto, grazie.  ;-)

thenicktm

2016-01-14 18:05

Ok mi sembravano un po troppi  asd fortuna che avevo già fatto i calcoli con 250mL

Dunque, hai una soluzione di 250 mL di CH3CH2COOH , 0,100 M, ka=1,35x10-5 quindi potresti intanto calcolarti il pH, in questo modo saprai la concentrazione degli ioni H3O+ presenti in soluzione ed in seguito potrai ragionare e magari vediamo dove non riesci ad arrivare o eventualmente gli errori che hai fatto :-)

ketty_slash

2016-01-14 18:54

thenicktm ha scritto:

Ok mi sembravano un po troppi  asd fortuna che avevo già fatto i calcoli con 250mL

Dunque, hai una soluzione di 250 mL di CH3CH2COOH , 0,100 M, ka=1,35x10-5 quindi potresti intanto calcolarti il pH, in questo modo saprai la concentrazione degli ioni H3O+ presenti in soluzione ed in seguito potrai ragionare e magari vediamo dove non riesci ad arrivare o eventualmente gli errori che hai fatto :-)

io avrei calcolato le moli di acido e poi scritto la reazione

ch3ch2cooh + h3o+ -> ch3ch2coo- + h2o

poi scritto che h3o+=x cioè il numero di moli da trovare e allora scrivere la ka in funzione della x..

thenicktm

2016-01-14 18:57

Ho riletto, ed è: CH3CH2COOH + H2O --> CH3CH2COO- + H3O+. Non so perchè hai fatto reagire l'acido con H3O+... Posta il procedimento o per lo meno il risultato, quanto ti viene x e quanto ti viene il pH?

ketty_slash

2016-01-14 19:54

thenicktm ha scritto:

Ho riletto, ed è: CH3CH2COOH + H2O --> CH3CH2COO- + H3O+. Non so perchè hai fatto reagire l'acido con H3O+...

Posta il procedimento o per lo meno il risultato, quanto ti viene x e quanto ti viene il pH?

GLi altri due punti poi sono riuscita a risolverli.. però il primo ancora no.

Sarei partita facendo così:

LuiCap

2016-01-14 20:04

1° caso

Non avviene alcuna reazione.

È semplicemente un mescolamento di un acido debole con acido forte, in cui:

[H+] totale = 10^-1 = [H+] proveniente da HCl + [H+] proveniente da acido propionico

Risultato: 24,7 mL = 25,0 mL di HCl 1,00 M

2° caso

Si deve formare una soluzione tampone a pH 4,00 addizionando all'acido propionico una quantità della sua base coniugata propionato di sodio.

Risultato: 3,4 mL di CH3CH2COONa 1,00 M

3° caso

È un caso di diluizione con acqua di una soluzione iniziale di acido debole 0,100 M avente pH = 2,94 ad una soluzione di acido debole con concentrazione finale 0,0504 M (da calcolare) con pH 3,09.

Risultato: 246 mL di H2O da addizionare a 250 mL di CH3CH2COOH 0,100 M

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thenicktm

2016-01-14 20:14

Allora non ci siamo, ti aiuto. Ma questi esercizi non li hai mai fatti? Innanzitutto la reazione è: (scrivo per correttezza l'autoprotolisi dell'acqua) 2H2O --> H3O+ + OH- Dopodichè si calcola il numero di moli che abbiamo. Quindi abbiamo 0,250L di soluzione 0,100 da cui si calcola: n= M x V --> n = 0,250L x 0,100M = 0,025mol andiamo quindi a costruire la tabella:                          CH3CH2COOH + H2O --> CH3CH2COO- + H3O+ i (valori iniziali)  0,025                                   0                     0 v(variazione)      -x                                        x                    x+ [H3O+]w(H3O+ prodotti dall'acqua) f(finale)             0,025-x                                x                      x+[H3O+]w Dalla seguente tabella si possono provare a fare delle approssimazioni, visto che la Ka=1,35x10^-5  e quindi si tratta di un acido debole, possiamo scrivere e verificheremo dopo che: [H3O+]w<1x10^-7<=5/100 x ? (sono gli H3O+ prodotti dall'acqua minori di 10^-7 e quindi minori dei 5 centesimi di x?= x <= 5/100 0,025? (è x minore o uguale a 0,05x0,025 cioè 1,25 x 10^-3?) proviamo quindi a trascurare x ed [H3O+]W Troviamoci in primis x per verificare le approssimazioni: Ka=[CH3CH2COO-] [H3O+] / [CH3CH2COOH] = 1,35x1'^-5 sostituendo con i valori avremo che: 1,35 10^-5 = x^2 / 0,025 il che porta ad avere : x^2= 3,375 10^-7 quindi x=5,81 10^-4 Andiamo a verificare: x <= 5/100 0,025? quindi x<=1,25x10^-3? segue che: 5,81 10^-4 <=1,25x10^-3? si, quindi x è trascurabile Possiamo trascurare anche [H3O+] prodotti dall'acqua in quanto [H3O+]w<1x10^-7<=5/100 x cioè sono minori di 0,05 x 5,81 10^-4 Abbiamo trovato quindi x= 5,81 10^-4 dal quale ci ricaviamo il pH della soluzione:  pH=-log(5,81x10^-4)= 3,24 Nella prima domanda te sai che dobbiamo portare il tutto a pH=1 e noi siamo a 3,24 a pH=1 abbiamo che [H3O+] saranno 0,1, mentre a pH 3,24 li abbiamo già calcolati. Prova a ragionare e dopo sapendo le moli ti calcoli il volume, guarda prima se succede qualcosa

ketty_slash

2016-01-14 20:15

LuiCap ha scritto:

1° caso

Non avviene alcuna reazione.

È semplicemente un mescolamento di un acido debole con acido forte, in cui:

[H+] totale = 10^-1 = [H+] proveniente da HCl + [H+] proveniente da acido propionico

Risultato: 24,7 mL di HCl 1,00 M

2° caso

Si deve formare una soluzione tampone a pH 4,00 addizionando all'acido propionico una quantità della sua base coniugata propionato di sodio.

Risultato: 3,4 mL di CH3CH2COONa 1,00 M

3° caso

È un caso di diluizione con acqua di una soluzione iniziale di acido debole 0,100 M avente pH = 2,94 ad una soluzione di acido debole con concentrazione finale 0,0504 M (da calcolare) con pH 3,09.

Risultato: 246 mL di H2O da addizionare a 250 mL di CH3CH2COOH 0,100 M

Si ho corretto il primo punto e le moli mi vengono giuste 0,100 mol ma il volume come lo trovo?

thenicktm

2016-01-14 20:17

LuiCap hai già dato tutti i risultati perfetto :-P io ho semplicemente postato il calcolo del pH della soluzione iniziale, spero di aver preso i dati giusti se non ho sbagliato il pH finale dovrebbe tornare così


LuiCap ho visto il tuo risultato finale del pH, che è 2,93 ma te hai fatto un'equazione di secondo grado che si poteva evitare facendo le approssimazioni che ho fatto. Comunque sia dall'equazione di secondo grado vengono due valori, uno negativo e uno positivo, cioè -1,17x10^-3 che si esclude e 5,73x10^-4 che è simile al 5,81x10^-4 con le approssimazioni di prima e il pH viene sempre 3,24...mentre se usi il pH del valore negativo viene appunto 2,93

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LuiCap

2016-01-14 21:01

Prima avevo sbagliato il volume di HCl da addizionare, ora l'ho corretto.

La risoluzione è questa:

HA+H+.jpg
HA+H+.jpg


theanichtm, l'equazione di 2° grado (che, come giustamente dici si poteva evitare) è:

1,35·10-5 = x2 / (0,100 - x)

x2 + 1,35·10-5x - 1,35·10-6 = 0

a 1,00E+00

b 1,35E-05

c -1,35E-06

delta 5,40E-06

radq delta 2,32E-03

+ 1,16E-03 pH = 2,94

- -1,17E-03

Tu hai impostato la tabellina con le moli, mentre dovevi usare la molarità dell'acido propionico

thenicktm

2016-01-14 21:04

Io ho sempre lavorato con le moli in tabella, mi è stato insegnato che da molarità dovevo passare a moli, poi non so...

LuiCap

2016-01-14 21:21

thenicktm ha scritto:

Io ho sempre lavorato con le moli in tabella, mi è stato insegnato che da molarità dovevo passare a moli, poi non so...

Non vorrei distruggerti una certezza, ma la Ka esprime il rapporto fra le concentrazioni molari all'equilibrio:

Ka = [A-][H+]/[HA]

Se tu usi le moli nella tabellina, x = 5,81·10^-4 sono le moli di H+ in 250 mL.

Quindi non puoi fare:

pH = -log (5,81·10^-4) = 3,24 O:-)

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thenicktm

2016-01-14 21:27

Si ci stavo ragionando già prima su ciò che hai scritto, ma mi è stato sempre insegnato così, non ho detto che tu abbia sbagliato ma tutti gli esercizi che ho sempre fatto mi sono sempre tornati sia a me che ai miei compagni, anche il mio libro utilizza le moli nei calcoli, forse mi sbaglio proverò a chiedere domani perchè neanche a me torna dopo averci ragionato come mi è stato insegnato


Aaaah OK sono stato un po' stupido, ho riguardato tutti gli esercizi che ho fatto anch'io ed effettivamente ho sempre utilizzato anch'io le concentrazioni, per risolvere questo esercizio avevo preso un altro esercizio simile dove però chiedeva altro e avevo visto la tabella e quindi mi sono confuso, chiedo perdono :-)

ketty_slash

2016-01-14 22:13

Io non ho capito come si trova il Volume di HCl una volt trovata la x :-(

LuiCap

2016-01-14 22:24

Non capisci anche dopo aver visto la mia risposta al post n° 12?

ketty_slash

2016-01-15 06:22

LuiCap ha scritto:

Non capisci anche dopo aver visto la mia risposta al post n° 12?

Si.. Io avrei fatto cosi:

Abbiamo trovato le moli di HCl quindi basta che divido per la sua molarità (1,0 M) per trovare il volume..

LuiCap

2016-01-15 11:30

Quella che ho calcolato (1,00·10^-1) è la molarità dell'HCl nella soluzione finale, quindi le mol/L.

Quindi in 250 mL di soluzione ci saranno:

1,00·10^-1 mol/L x 0,250 L = 0,0250 mol

Queste moli devono essere prese da una soluzione di HCl 1,00 M, perciò corrispondono ad un volume di:

V = n/M = 1,00·10^-1 mol/L x 0,250 L / 1,00 mol/L = 0,0250 L = 25,0 mL

È lo stesso calcolo che ho fatto io in un solo passaggio anziché in due ;-)

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ketty_slash

2016-01-15 13:25

Ora ho capito grazie mille!!! :-D