Problema su pH e proprietà colligative
Buonasera a tutti, ho fatto la parte scritta dell'esame di chimica inorganica un paio di giorni fa, con esiti diciamo abbastanza disastrosi .. per tentare di recuperare all'orale, so che il mio professore chiede sempre di provare a rifare gli esercizi che nel compito sono stati sbagliato o non sono stati per niente toccati. Adesso di questo compito ho tre problemi (praticamente i più importanti, purtroppo) che non riesco a farmi venire, anche conoscendo bene la teoria che per sicurezza ho ripassato un'altra volta. Ne posto qui uno che comunque mi crea più perplessità degli altri, sperando che qualcuno capendo la situazione possa aiutarmi :S

1,12 g di un elettrolita debole binario (AB  PM=95) vengono sciolti in 170 g di acqua. La soluzione così preparata congela a - 0,152°C. Calcolare il grado dissociazione e la costante di dissociazione dell'elettrolita debole.    KcrH2O = 1,86 °C×kg/mol.

Se poi qualcuno ha del tempo per poter risolvere un altro problema (sul pH, che "dovrebbe" essere abbastanza semplice), gliene sarei eternamente grato ..  :-)


 
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"Problemi di chimica" è un pò generico, qui sono tutti problemi di chimica :-D vabè
Posta anche l'altro esercizio
La ricerca in fisica ha mostrato, al di là di ogni dubbio, che l'elemento comune soggiacente alla coerenza che si osserva nella stragrande maggioranza dei fenomeni, la cui regolarità e invariabilità hanno consentito la formulazione del postulato di causalità, è il caso. 
-Erwin Schrodinger 
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Andry06
Si scusa tanto, mi sono mantenuto molto sul vago .. l'altro esercizio è questo:

Determinare il tipo di soluzione e il pH risultante quando 200 cc di acidi acetico 0.25 M vengono mescolati con 120 ml di NaOH 0.12 M. (Ka acido acetico= 1.810-5)

Come appunto ho detto prima, dovrebbe essere abbastanza "semplice" e teoricamente conosco pure le formule da adottare (sempre in teoria), ma non avendo fatto, per problemi legati ad altre materie di corso, esercitazioni se non sulle ossidoriduzioni, mi trovo molto in difficoltà sui problemi anche conoscendo la teoria abbastanza bene (a mio parere perché non ho inquadrato bene gli esercizi e il modo di ragionarci sopra proprio per le mancate esercitazioni). Grazie dell'aiuto:-)
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Provo a farti ragionare

Hai CH3COOH+NaOH, quindi acido debole + base forte.
Inizia intanto col ricalcolarti le molarità visto che il volume finale sarà 0,320L Poi prova ad impostare una tabella:
M1 CH3COOH= 0,25x0,200/0,320L = 0,156mol/L
M2 NaOH= 0,12x0,120/0,320L = 0,045mol/L

noterai quindi che il rapporto non è 1:1 e alla fine avanzeranno moli di CH3COOH

CH3COOH + NaOH --> CH3COONa + H2O
inizio 0,156 0,045 0
variazione -0,045 -0,045 +0,045
fine 0,111 0 0,045


Hai quindi alla fine CH3COOH e CH3COONa, prova adesso ad andare avanti tu
La ricerca in fisica ha mostrato, al di là di ogni dubbio, che l'elemento comune soggiacente alla coerenza che si osserva nella stragrande maggioranza dei fenomeni, la cui regolarità e invariabilità hanno consentito la formulazione del postulato di causalità, è il caso. 
-Erwin Schrodinger 
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Andry06
Se ho capito bene, in questo caso si deve utilizzare la formula [OH-]=radKw/Ka x Cs. Quindi in questo caso avremo rad(10^-14/1,8x10^-5)x0,045. Il risultato sarebbe 5x10^-6. A questo punto il pOH=-log(5x10^-6)=5.3; pH=14-5.3=8.7 .. Io ho ragionato in questi termini, è giusto?

Una piccola domanda che volevo fare per capire a fondo: la molarità M=mol/l. Nel momento in cui tu moltiplichi 0.25 M x 0.2/0.32, non ottieni il numero di moli per formula inversa? Come mai ottieni sempre la molarità?

Io ho ragionato in questo modo prendendo quel che mi hai detto te: ho trovato le moli di CH3COOH (0.25/0.32=0.08 mol) e NaOH (0.12/0.32=0.0384 mol). Da qui ho impostato la reazione: CH3COOH + NaOH ----> CH3COONa + H2O e continuato con le moli arrivando alla fine ad avere 0.0416 mol di CH3COOH, 0 di NaOH e 0,0384 di CH3COONa. Da qui ho utilizzato la formula [OH-]=rad(Kw/Ka)xCs col risultato di 4.6x10^-6. Da qui pOH= -log(4.6x10^-6)=5.3; pH=14-5.3=8.7
Non so se sia giusto o meno, ma sicuramente il passaggio che mi mancava era quello che mi hai fatto notare tu. Spero che la formula da me utilizzata sia quella corretta in questo caso, aspetto tue notizie e grazie mille per l'aiuto:-)
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Dunque, nei tuoi calcoli vedo che hai calcolato solo il pH di CH3COONa, e l'acido?Anche lui resta in soluzione e partecipa al pH
Per la molarità: mi trovo le moli che c'erano nella soluzione: 0,25M x 0,200L = 0,05 mol, in seguito ritrovo la Molarità: M= n/V, il V finale sarà: (0,200+0,120)L => M finale = 0,05mol/0,320L= 0,156mol/L, Stessa cosa con NaOH.
La tabella la si imposta con le molarità, anche perchè quando vai a fare il calcolo del pH fai pH=-log([H3O+]) e quindi usi la concentrazione... Non capisco inoltre perchè ti soffermi sul calcolo del pOH, in soluzione hai anche CH3COOH che partecipa...è come se fosse una soluzione tampone alla fine anche se le concentrazioni finali non sono quelle. Quello che hai fatto te è che hai trovato la Kb(Kw/Ka) che sarebbe di CH3COO-, poi l'hai moltiplicato per la sua concentrazione e ti sei ricavato il pH alla fine ma ricordati che hai anche un acido seppur debole, il pH finale dubito che sia basico anche a logica. Detto questo se non ti riesce andare avanti arrivo alla conclusione
La ricerca in fisica ha mostrato, al di là di ogni dubbio, che l'elemento comune soggiacente alla coerenza che si osserva nella stragrande maggioranza dei fenomeni, la cui regolarità e invariabilità hanno consentito la formulazione del postulato di causalità, è il caso. 
-Erwin Schrodinger 
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Scusa per la risposta tardiva ma purtroppo non ho avuto possibilità di connettermi se non ora. Come ti ho detto e come questo fa notare, ho abbastanza problemi negli esercizi che, senza una spiegazione che il prof non vuole/può darmi, sono messo abbastanza male. Se potresti darmi la soluzione te ne sarei grato così da analizzare questo esercizio e sapere meglio come muovermi con quelli simili (e saperlo comunque correggere all'esame). Se puoi farmi il favore di dare un'occhiata anche al primo che ho postato mi fai un grande piacere visto che con quello non ho proprio idea di come andare avanti .. grazie mille per la comprensione ..
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Forse con la mente fresca posso essere andato vicino alla risposta al problema, magari in questo modo è giusto (so che non è buono andare per tentativi ma forse stavolta ho capito qualcosa): trovo prima le moli di CH3COOH e NaOH, poi trovo la molarità col volume finale di 0,32 l che è 0,156 per CH3COOH e 0,045 per NaOH. Adesso costruisco la tabella come hai fatto te dove mi rimane 0,111 M di CH3COOH e 0,045 di CH3COONa. Adesso trovo le moli di entrambi che sono 0,0355 mol per CH3COOH e 0,0144 per CH3COONa. Quindi imposto la formula [H+]= Kaxna/ns o direttamente la formula pH=pKa+log(ns/na). Nel caso della prima procedo con pH=-log[H+]=4,35. Spero vivamente sia giusta e soprattutto se puoi definitivamente togliermi un dubbio: in questa formula pH=pKa+log(ns/na) si usano le moli o la molarità (nel senso che se sta scritta così utilizzo le moli ma su internet da qualche parte utilizzavano la molarità)? grazie per l'aiuto e spero che questo esercizio così sia giusto.
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Ciao
Allora dunque, io non imparo mai le formule a memoria ma cerco sempre di arrivarci logicamente, anche perchè poi come vedi si fa confusione.
Ok i dati, quindi eravamo rimasti a questa riga finale:

CH3COOH + NaOH [Immagine: fd.gif] CH3COONa + H2O
  0,111           0                  0,045

Adesso:
   CH3COOH + H2O  <==> CH3COO- + H3O+
i:  0,111             0                  0,045
f   0,111-x                              0,045+x     x+[H3O+]w

Da qui possiamo fare delle approssimazioni: 
in 0,045: x<=5/100 0,045? (è x minore dei cinque centesimi di 0,045?)Questo tipo di approssimazioni se non le hai mai fatte, si fanno quando il numero da sommare o da sottrarre sono molto piccoli del numero di partenza: ad esempio se hai 0,45 e devi sottrarre 0,0000065 (Ho preso dei valori a caso) puoi escludere nella tabella l'ultimo dato visto che approssimativamente verrebbe il valore di partenza. Stessa cosa per [H3O+]w che sono gli H+ prodotti dall'acqua: [H3O+]<1x10^-7<=5/100 x? (è la concentrazione di H3O+ che è minore di 1x10^-7 minore o uguale dei 5/100 di x?)E si prova a trascurare questi valori che in seguito andranno verificati. Dopo queste approssimazioni avremmo quindi:

   CH3COOH + H2O  <==> CH3COO- + H3O+
i:  0,111             0                  0,045
f   0,111-x                              0,045+x     x+[H3O+]w


Quindi rimane: 
CH3COOH + H2O  <==> CH3COO- + H3O+
f   0,111                              0,045         x

Adesso, dalla Ka che ci dice: Ka= [CH3COO-][H3O+]/[CH3COOH]
Quindi: 1,8x10^-5= 0,045x/0,111
x=4,44 10^-5 che è la concentrazione finale  

Alla fine quindi: pH=-log(4,44 10^-5) =4,35

Se noterai adesso la formula che hai scritto tu cioè: pH=-log(Ka x [Acido]/[BASE CON]) non è altro che il passaggio finale di tutto il procedimento che ti ho scritto: 
pH=-log(1,8x10^-5 x 0,111/0,045)=4,35

Nella formula, ripeto che dobbiamo necessariamente usare le concentrazioni e non le moli, perchè come vedi il calcolo finale: pH=-log([H3O+]) è uguale al logaritmo naturale decimale negativo della concentrazione degli ioni H+. 

Per quanto riguarda l'esercizio iniziale aspetta qualcun'altro.

Saluti, thenicktm
La ricerca in fisica ha mostrato, al di là di ogni dubbio, che l'elemento comune soggiacente alla coerenza che si osserva nella stragrande maggioranza dei fenomeni, la cui regolarità e invariabilità hanno consentito la formulazione del postulato di causalità, è il caso. 
-Erwin Schrodinger 
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Andry06
Grazie mille, non sai quanto mi hai aiutato  :-) per l'esercizio iniziale apro un nuovo post perché magari qualcuno, vedendo che già vi erano state risposte, non arriva a controllare fin qua sotto e magari non riesce ad aiutarmi :-)
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