SOLUZIONE TAMPONE
Buona sera Blush , scrivo il mio problema:

1) 
A 25°C, il pH di una soluzione contenente acido ipocloroso HClO e ipoclorito di potassio KClO in condizioni di massima capacità tamponante vale 7,54. Si calcoli, a 25°C, il pH di una soluzione ottenuta mescolando 150 mL di una soluzione di ipoclorito di potassio KClO 2,0x10-3 mol L-1 con 150 mL di una soluzione di acido cloridrico HCl 2,0x10-3 mol L-1 .

tento:
nella prima soluzione ho un tampone con massima capacità dunque la concentrazione dell'acido è uguale alla concentrazione del sale.
Ph= 7,54 ovvero -log[H+]=7,54 quindi 10^(-7,54)= [H+]= 2,8* 10^-8
(quindi potrei dire che la k acida di HClO sia 2,8* 10^-8?)
 nell' altra soluzione invece ho sempre il sale KClO e l' acido forte HCl, la quale non è una soluzione tampone perchè non ho la base coniugata di HCl, giusto?
essendo HCl un acido forte e avendo una concentrazione >10^-6 possiamo approssimare  [HCl]~Ca.
Come imposto la reazione? Non posso calcolare direttamente il Ph facendo il cologaritmo di [HCl] ?



Grazie :-)
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La prima parte dell'esercizio è corretta:
pH = pKa HClO
Ka = 10^-7,54 = 2,88·10^-8

Nella seconda parte prima di tutto ti devi domandare:
"Quando si mescola il KClO con l'HCl avviene una reazione chimica?"
Certamente sì!!!
- il KClO è un sale ternario, quindi un elettrolita forte completamente dissociato in soluzione acquosa:
KClO --> K+ + ClO-....... il ClO- è la base coniugata dell'acido debole HClO
- l'HCl è un acido forte completamente dissociato in acqua:
HCl --> H+ + Cl-
Quindi la reazione in forma ionica bilanciata è:
K+ + ClO- + H+ + Cl- --> HClO + K+ + Cl-
Gli ioni potassio e cloruro sono ioni spettatori e non partecipano alla vera reazione e non influenzano il pH finale.
La vera reazione avviene dunque tra la base debole ClO- e l'acido forte H+:
ClO- + H+ --> HClO
In tutti gli esercizi sugli equilibri acido-base ricorda questa semplice affermazione:
Il debole reagisce sempre in modo completo con il forte.
Nel caso specifico la Keq della reazione è:
Keq = 1/Ka HClO = 1/2,88·10^-8 = 3,47·10^7

Ora la domanda è:
In base alle moli iniziali dei due reagenti, dopo che è avvenuta la reazione completa cosa si forma?"

Prova ora a proseguire tu.
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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(2017-05-29, 11:37)LuiCap Ha scritto: La prima parte dell'esercizio è corretta:
pH = pKa HClO
Ka = 10^-7,54 = 2,88·10^-8

Nella seconda parte prima di tutto ti devi domandare:
"Quando si mescola il KClO con l'HCl avviene una reazione chimica?"
Certamente sì!!!
- il KClO è un sale ternario, quindi un elettrolita forte completamente dissociato in soluzione acquosa:
KClO --> K+ + ClO-....... il ClO- è la base coniugata dell'acido debole HClO
- l'HCl è un acido forte completamente dissociato in acqua:
HCl --> H+ + Cl-
Quindi la reazione in forma ionica bilanciata è:
K+ + ClO- + H+ + Cl- --> HClO + K+ + Cl-
Gli ioni potassio e cloruro sono ioni spettatori e non partecipano alla vera reazione e non influenzano il pH finale.
La vera reazione avviene dunque tra la base debole ClO- e l'acido forte H+:
ClO- + H+ --> HClO
In tutti gli esercizi sugli equilibri acido-base ricorda questa semplice affermazione:
Il debole reagisce sempre in modo completo con il forte.
Nel caso specifico la Keq della reazione è:
Keq = 1/Ka HClO = 1/2,88·10^-8 = 3,47·10^7

Ora la domanda è:
In base alle moli iniziali dei due reagenti, dopo che è avvenuta la reazione completa cosa si forma?"

Prova ora a proseguire tu.

perchè la k all' equilibrio è uguale al reciproco della k acida?
ora devo impostare il sistema con le x per le moli?
le concentrazioni che ho come dato valgono lo stesso anche se ho trascurato Cl- e K+?
se sì,avendo il volume e la molarità posso calcolarmi per entrambi le moli
n(H+) = (2*10^-3 * 0,15)= 3*10^-4
n(ClO-)= (2*10^-3* 0,15) = 3*10^-4
la mia reazione sarà questa :
 H+            +       ClO-        -->     HClO
3*10*-4           3*10^-4                 -
3*10^-4 - x           -                       x
ed essendo CLO- debole reagisce completamente (?)
Mi scuso per le possibili cose errate  azz!
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perchè la k all' equilibrio è uguale al reciproco della k acida?
Ecco la dimostrazione:
   

le concentrazioni che ho come dato valgono lo stesso anche se ho trascurato Cl- e K+?
Sì.
   

ora devo impostare il sistema con le x per le moli?
Sì, ma quello che hai scritto tu è sbagliato.
   

A questo punto mi sembra molto semplice calcolare il pH della soluzione risultante.
Provaci.
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”;
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[-] I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo post:
Lara
(2017-05-29, 16:36)LuiCap Ha scritto: perchè la k all' equilibrio è uguale al reciproco della k acida?
Ecco la dimostrazione:


le concentrazioni che ho come dato valgono lo stesso anche se ho trascurato Cl- e K+?
Sì.


ora devo impostare il sistema con le x per le moli?
Sì, ma quello che hai scritto tu è sbagliato.


A questo punto mi sembra molto semplice calcolare il pH della soluzione risultante.
Provaci.
a questo punto ho le moli di HClO, ovvero 3*10^-4 e il volume ovvero 300 ml, mi trovo la sua concentrazione
M=(3*10^-4)/0,3= 1*10^-3
quindi ph = 3
giusto?
Grazie mille
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Ahi, ahi, ahi... se mi scrivi che il pH di un acido debole si calcola nello stesso modo di quello di un acido forte io ti rispondo che, prima di continuare a fare altri esercizi, devi tornare indietro a riguardare un po' di concetti di base.
Senza offesa, si intende, ma è evidente che non hai capito qualcosa di fondamentale ;-)

   

Per verificare se hai capito, prova a risolvere questo esercizio, analogo a quello che hai postato, ma con una differenza fondamentale:

A 25°C, il pH di una soluzione contenente acido ipocloroso HClO e ipoclorito di potassio KClO in condizioni di massima capacità tamponante vale 7,54.
Si calcoli, a 25°C, il pH di una soluzione ottenuta mescolando 150 mL di una soluzione di ipoclorito di potassio KClO 2,0x10-3 mol L-1 con 50 mL di una soluzione di acido cloridrico HCl 2,0x10-3 mol L-1.
Ciao
Luisa

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(2017-05-30, 10:33)LuiCap Ha scritto: Ahi, ahi, ahi... se mi scrivi che il pH di un acido debole si calcola nello stesso modo di quello di un acido forte io ti rispondo che, prima di continuare a fare altri esercizi, devi tornare indietro a riguardare un po' di concetti di base.
Senza offesa, si intende, ma è evidente che non hai capito qualcosa di fondamentale ;-)



Per verificare se hai capito, prova a risolvere questo esercizio, analogo a quello che hai postato, ma con una differenza fondamentale:

A 25°C, il pH di una soluzione contenente acido ipocloroso HClO e ipoclorito di potassio KClO in condizioni di massima capacità tamponante vale 7,54.
Si calcoli, a 25°C, il pH di una soluzione ottenuta mescolando 150 mL di una soluzione di ipoclorito di potassio KClO 2,0x10-3 mol L-1 con 50 mL di una soluzione di acido cloridrico HCl 2,0x10-3 mol L-1.
Ha ragione, mi scuso per l'oscenità  Blush azz! :-S
Devo mettermi sotto!! 

allora, nell' esercizio che mi ha dato abbiamo quindi nella prima soluzione HClO e KClO con massima capacità tamponante, Ca=Cb.
HClO e un acido debole e ClO- e la sua base coniugata
[HClO]= [CLO-]
La concentrazione di H+= 10^(-7,54) = 2,88*10^-8 mol/L
e quindi, dato che in una soluzione tampone il pH= pKa + Log(Ca/Cb), allora la costante acida di HClO è 2,88*10^-8.
Nella seconda soluzione ho KClO e HCl
HCl è un acido forte che si dissocia completamente quindi HCl ---> H+ + Cl-
KClO è un sale e si dissocia nel seguente modo KClO --> K+ + ClO-
quindi avrò una soluzione ClO- + H+ --> HClO, essendo K+ e Cl- ioni spettatori che non partecipano nel calcolo del pH.


n(KClO)= 2*10^-3 *0,15 = 3*10^-14 mol
n(HCl)  =2*10^-3 *0,05 = 1*10^-4 mol


              ClO-        +      H+         -->     HClO
iniziali    3*10^-4        1*10^-4                -

quindi si formeranno 1*10^-4 moli di HClO con un eccesso di ClO- di 2*10^-4

v finale = 50 + 150 = 200 mL
[HClO] = (1*10^-4)/ (0,2)= 5*10^-4M
[ClO-]=    (2*10^-4/  (0,2) = 1*10^-3 M
 
si è formata quindi una soluzione tampone per la presenza  dell' acido debole HClO e la sua base coniugata CLO-
quindi [H+]= ka* ca/cb
[H+]= 2,88*10^-8   *   5*10^-4 / 1*10^-3 = 1,44*10^-8 M
pH= 7,84
 giusto? O_o
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Ok, adesso ci siamo :-)
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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[-] I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo post:
Lara
Lara cerca di evitare errori quando scrivi lo ione ipoclorito, e le costanti K (sono in maiuscolo). Sono piccolezze che contano.
Non lo dico per criticarti ma per farti capire. Sono cose che un docente penso guardi.
Per il resto brava :-D
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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[-] I seguenti utenti ringraziano quimico per questo post:
Lara
(2017-05-30, 12:56)quimico Ha scritto: Lara cerca di evitare errori quando scrivi lo ione ipoclorito, e le costanti K (sono in maiuscolo). Sono piccolezze che contano.
Non lo dico per criticarti ma per farti capire. Sono cose che un docente penso guardi.
Per il resto brava :-D

Grazie, lo farò :-D

(2017-05-30, 12:48)LuiCap Ha scritto: Ok, adesso ci siamo :-)

infinitamente grazie  Blush
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