Ordinare soluzioni secondo il pH
Buonasera,
il seguente esercizio è teorico, quindi spero di averlo postato nella sezione corretta. Il testo è il seguente: 
mettere in ordine crescente di pH le seguenti soluzione acquose 0.1 M: Na2CO3, NaHCO3, CH3COOHNa, NH3. Gli unici dati numerici a disposizione sono le costanti di dissociazione Ka1(H2CO3)=4.3x10-7; Ka2(H2CO3)=5.6x10-11; K(CH3COOH)=1.8x10-5.

L'esercizio va risolto senza calcoli!
Il ragionamento che ho seguito è:
1) NH3 è l'unica base ( debole ) mentre gli altri 3 soluti sono tutti sali derivanti dalla reazione della base forte NaOH e di un acido debole, perciò il pH della soluzione di NH3 sarà il più alto del lotto;
2) tra gli acidi deboli considerati, il CH3COOH è quello con costante di dissociazione maggiore e perciò la soluzione del sale CH3COONa, sale che subiscisce idrolisi basica, sarà la minore del lotto.
3) lo ione HCO3- ha costante di dissociazione di gran lunga minore dell'acido H2CO3 e perciò il pH della soluzione di NaHCO3 è minore di quello della soluzione di Na2CO3.
Quindi, secondo questo ragionamento, l'ordine corretto dovrebbe essere: CH3COONa, NaHCO3, Na2CO3, NH3.

Secondo voi è corretto?
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E perché mai dovresti risolverlo senza calcoli se il testo ti fornisce concentrazione e costanti???
Se non vuoi proprio calcolare il pH di ogni soluzione devi almeno confrontare fra loro le costanti.

Na2CO3
Lo ione CO3(2-) è la base coniugata dell'acido HCO3(-)
Kb1 = 10^-14/5,6·10^-11 = 1,79·10^-4
[OH-] = radq(1,8·10^-4 · 0,1) = 4,23·10^-3 mol/L
pOH = 2,37
pH = 11,63

NH3
Base debole
Kb = 1,8·10^-5
[OH-] = radq(1,8·10^-5 · 0,1) = 1,34·10^-3 mol/L
pOH = 2,87
pH = 11,13

CH3COONa
Lo ione CH3COO(-) è la base coniugata dell'acido CH3COOH
Kb = 10^-14/1,8·10^-5 = 5,56·10^-10
[OH-] = radq(5,56·10^-10 · 0,1) = 7,45·10^-6 mol/L
pOH = 5,13
pH = 8,87

NaHCO3
Lo ione HCO3(-) è anfolita, cioè in acqua si può comportare sia da acido che da base.
HCO3(-) + H2O <==> H3O+ + CO3(2-).......Ka2 = 5,6·10^-11
HCO3- + H2O <==> H2CO3 + OH-..............Kb2 = Kw/Ka1 = 2,33·10^-8
Il pH di un anfolita è, con buona approssimazione, indipendente dalla sua concentrazione.
[H+] = radq (4,3·10^-7 · 5,6·10^-11) = 4,91·10^-9 mol/L
pH = 8,31
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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akuk96
(2019-02-17, 21:38)LuiCap Ha scritto: E perché mai dovresti risolverlo senza calcoli se il testo ti fornisce concentrazione e costanti???
Se non vuoi proprio calcolare il pH di ogni soluzione devi almeno confrontare fra loro le costanti.

Na2CO3
Lo ione CO3(2-) è la base coniugata dell'acido HCO3(-)
Kb1 = 10^-14/5,6·10^-11 = 1,79·10^-4
[OH-] = radq(1,8·10^-4 · 0,1) = 4,23·10^-3 mol/L
pOH = 2,37
pH = 11,63

NH3
Base debole
Kb = 1,8·10^-5
[OH-] = radq(1,8·10^-5 · 0,1) = 1,34·10^-3 mol/L
pOH = 2,87
pH = 11,13

CH3COONa
Lo ione CH3COO(-) è la base coniugata dell'acido CH3COOH
Kb = 10^-14/1,8·10^-5 = 5,56·10^-10
[OH-] = radq(5,56·10^-10 · 0,1) = 7,45·10^-6 mol/L
pOH = 5,13
pH = 8,87

NaHCO3
Lo ione HCO3(-) è anfolita, cioè in acqua si può comportare sia da acido che da base.
HCO3(-) + H2O <==> H3O+ + CO3(2-).......Ka2 = 5,6·10^-11
HCO3- + H2O <==> H2CO3 + OH-..............Kb2 = Kw/Ka1 = 2,33·10^-8
Il pH di un anfolita è, con buona approssimazione, indipendente dalla sua concentrazione.
[H+] = radq (4,3·10^-7 · 5,6·10^-11) = 4,91·10^-9 mol/L
pH = 8,31

Il testo dell'esercizio è simile a quello dell'allegato ( preso dal mio eserciziario ) ed è preso dalla parte teorica di un vecchio esame, quindi ho supposto si dovessero risolvere allo stesso modo, cioè senza calcoli. A quanto pare, però, la mia supposizione si è rivelata errata. Grazie mille per aver chiarito anche questo dubbio !


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Nell'esercizio che hai postato ora la valutazione era molto più semplice perché nella serie di soluzioni era presente:
- NaOH, base forte come tutti gli idrossidi --> ha il pH maggiore
- NH3, base debole --> ha un pH minore di NaOH
- NaCl, sale formato da ioni che non reagiscono con l'acqua --> pH = 7
- HCl, acido forte --> ha il pH minore

Senza calcolare il pH, devi valutare la forza delle basi, quindi un minimo di calcoli lo devi fare:
CO3(2-), è la base debole con Kb = 1,79·10^-4 maggiore di tutte --> pH > 7, maggiore di tutti
NH3, base debole con Kb = 1,8·10^-5 --> pH > 7, minore di quello del CO3(2-)
CH3COO(-), base debole con Kb = 5,56·10^-10 --> pH > 7, minore di quello di NH3
HCO3(-), anfolita con Kb1·Kb2 = 4,15·10^-12 --> pH > 7, minore di CH3COO(-)
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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