SOLUZIONE TAMPONE

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Lara

2017-05-28 23:01

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 :-)

LuiCap

2017-05-29 10:37

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.

Lara

2017-05-29 14:38

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!

LuiCap

2017-05-29 15:36

perchè la k all' equilibrio è uguale al reciproco della k acida?

Ecco la dimostrazione:

KClO + HCl_1.jpg
KClO + HCl_1.jpg

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

Sì.

KClO + HCl_2.jpg
KClO + HCl_2.jpg

ora devo impostare il sistema con le x per le moli?

Sì, ma quello che hai scritto tu è sbagliato.

KClO + HCl_3.jpg
KClO + HCl_3.jpg

A questo punto mi sembra molto semplice calcolare il pH della soluzione risultante.

Provaci.

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Lara

Lara

2017-05-30 06:59

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

LuiCap

2017-05-30 09:33

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 ;-)

KClO + HCl_4.jpg
KClO + HCl_4.jpg

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.

Lara

2017-05-30 11:03

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

LuiCap

2017-05-30 11:48

Ok, adesso ci siamo :-)

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quimico

2017-05-30 11:56

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

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Lara

2017-05-30 12:23

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


LuiCap ha scritto:

Ok, adesso ci siamo :-)

infinitamente grazie  Blush