Moli di protoni in una soluzione

[TheBarbarios]

Buongiorno,

ho fatto un esercizio di base sulle soluzioni che però vorrei che qualcuno controllasse perchè non ho le idee chiare.

100 ml di NaOH 1 mol/L in soluzione acquosa contiene 4 g di NaOH. Dopo aver mescolato 100 ml di H2SO4 1 mol/L con la prima soluzione, quanto vale la concentrazione di protoni?

Molto intuitivamente ho pensato che, supponendo che entrambi gli idrogeni dell' H2SO4 si dissocino, credo che la reazione sia:

2NaOH + H2SO4 Na2(SO4) + 2H^+ + 2OH^-

Il rapporto tra H2SO4 e H+ è di 1:2, quindi direi che da una mole del primo si formino 0,50 mol del secondo (Risultato corretto),

Però se guardo NaOH, 2 moli di esso portano ad avere 2 moli di H, quindi il rapporto è 1:1 e viene che quindi i protoni siano 1 mol.

Qualcuno può chiarirmi le idee?

[LuiCap]

L'acqua dissociata in ioni fa male agli occhi.
La reazione tra una base forte (NaOH) e un acido forte (H2SO4) è una reazione completa che porta alla formazione di un prodotto poco dissociato, l'H2O.

L'inizio della risoluzione è il seguente:

   

Il sale Na2SO4 formato da base forte+acido forte non aggiunge né H+ né OH- a quelli dovuti all'autoprotolisi dell'acqua.
L'H2SO4 che rimane è forte per la prima dissociazione, ma debole per la seconda (Ka2 = 1,0·10^-2), perciò gli H+ totali sono:
[H+](totali) = [H+](1ª) + [H+](2ª)
Prova ora a proseguire tu.

[Fermio]

Ciao,

sto iniziando a lavorare alla soluzione... penso che concentrazione di protoni faccia riferimento alla concentrazione idrogenionica, quindi al calcolo del PH.

[TheBarbarios]

L'acqua dissociata in ioni fa male agli occhi.

Era solo per evidenziare.



Detto questo, non ho capito come dovrei andare avanti. Ora che so le concentrazioni finali cosa posso fare?

Io mi sarei fermato alla tabella che hai scritto all'inizio e scritto "0,50 mol" e basta.
Inoltre, come mai per H2SO4 hai scritto 100/2?

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Ciao,

sto iniziando a lavorare alla soluzione... penso che concentrazione di protoni faccia riferimento alla concentrazione idrogenionica, quindi al calcolo del PH.

Si, però il risultato deve essere in moli di ioni H+.

[LuiCap]

Io mi sarei fermato alla tabella che hai scritto all'inizio e scritto "0,50 mol" e basta.
L'esercizio non ti chiede quanto vale la concentrazione dell'H2SO4 che rimane dopo reazione, ma quanto vale la concentrazione totale degli H+ che si formano dalle sue due dissociazioni acide.

Inoltre, come mai per H2SO4 hai scritto 100/2?
Io ho scritto 0,100/2 perché le moli di H2SO4 che reagiscono sono la metà di quelle di NaOH essendo quest'ultimo il reagente limitante:
1 mol H2SO4 : 2 mol NaOH = x : 0,100 mol NaOH
x = n H2SO4 = 1 mol H2SO4 · 0,100 mol NaOH / 2 mol NaOH = 0,050 mol

   

[TheBarbarios]

Come mai Ka2 = 1 * 10^-2 ?

Il resto credo di averlo capito, grazie.

Comunque, perchè si trova il pH? L'esercizio mi chiede di scrivere quante x mol/L di protoni vi sono dopo aver mescolato, che dovrebbero essere 0,50 mol/L.

[LuiCap]

Le costanti di dissociazioni degli acidi e delle basi deboli sono delle costanti a temperatura costante che si trovano in letteratura, cioè sono dei valori noti; magari su altri testi trovi dei valori leggermente diversi, ma l'ordine di grandezza è sempre di 10^-2.

Il calcolo del pH l'ho aggiunto io così per curiosità.

Non credo tu abbia capito perché insisti a dire che le moli/L di protoni sono uguali alle mol/L di H2SO4.

[TheBarbarios]

Le costanti di dissociazioni degli acidi e delle basi deboli sono delle costanti a temperatura costante che si trovano in letteratura, cioè sono dei valori noti; magari su altri testi trovi dei valori leggermente diversi, ma l'ordine di grandezza è sempre di 10^-2.

Capisco, grazie.





Insisto sul risultato non per convinzione, ma perchè il tuo risultato cioè 0,259 mol/L è diverso dal risultato del libro che è 0,50 mol/L. Ora, con tutto il rispetto, può darsi che il quesito sia formulato male ma non penso che chieda quello che mi hai mostrato tu, solo questo.

[LuiCap]

Ritengo che il risultato fornito dal libro sia sbagliato.
O, come dici tu, il quesito sia formulato molto male.

[LuiCap]

Forse intende questo, ma neppure così il risultato che si ottiene corrisponde a quello del libro.