dissociazione di un acido forte

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Rosa

2017-06-12 10:00

Buongiorno ho un dubbio sulla dissociazione penso che si capisca meglio dalla foto allegata; comunque provo a spiegarlo:

ho letto che "in una soluzione acquosa di un acido forte avviene la dissociazione completa per esempio

              HCl.....   H(+)+Cl(-)

All'inizio:concentrazione acido

Alla fine:-             concentrazione dell'acido +x e concentrazione dell'acido

Ho allegato la foto di questo passaggio che non capisco non mi è chiaro cosa sia la x e perché ci sia 

Ho provato a capirlo penso che la x corrisponda agli ioni idrogeno

Grazie mille


E inoltre perché la concentrazione "alla fine" di H(+) o di Cl(-) corrisponde a quella dell'acido e non a una frazione della concentrazione dell'acido?

Ho la stessa difficoltà anche qui

rps20170612_115940.jpg
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rps20170612_122126.jpg
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LuiCap

2017-06-12 16:21

Il contributo degli H+ derivanti dall'H2O può essere trascurato solo se Ca dell'acido forte è maggiore di 10^-6 M.

pH HA forte molto diluito.jpg
pH HA forte molto diluito.jpg

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Rosa

2017-06-12 17:02

Ma quindi quella x che avevo sottolineato sugli appunti della docente indica gli ioni H+?

Nella dissociazione completa è corretto dire che la concentrazione del catione e dell'anione è uguale e corrisponde a quella dell'acido di partenza?

LuiCap

2017-06-12 17:31

Ma quindi quella x che avevo sottolineato sugli appunti della docente indica gli ioni H+?

La x rappresenta la diminuzione di [H+] e di [OH-] provenienti dall'acqua, la cui dissociazione viene retrocessa per la presenza degli [H+] (ione in comune) provenienti dall'acido forte.

Nella dissociazione completa è corretto dire che la concentrazione del catione e dell'anione è uguale e corrisponde a quella dell'acido di partenza?

Sì, è la prima reazione con relative quantità che ho scritto nell'allegato precedente.

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Rosa

2017-06-13 03:25

Scusi se le faccio riperere gli stessi concetti...ma perché c'è la "diminuzione di [H+] e di [OH-]?

Quando si scrive Ca+10^-7 -X perché x si sottrae e non si aggiunge se stiamo im un cido non siliberano più H+, indicati con x? Perché nel mio allegato ci stava +X e non -X?

Grazie scusi

LuiCap

2017-06-13 10:24

Giusta osservazione, ma ti dimostro che è la stessa cosa: mettendo "+x" il suo valore numerico dopo la risoluzione dell'equazione di 2° grado risulta negativo ;-)

pH HA forte molto diluito_2.jpg
pH HA forte molto diluito_2.jpg

Le moli finali di H+ sono Ca + 10^-7 +x

La logica che sta dietro a questo calcolo è la seguente.

Quando calcoliamo il pH di una soluzione di acido forte usiamo, di solito, questa espressione:

pH = -log [H+]

Per un acido forte, la [H+] = Ca

Se Ca = 10^-8 M:

pH = -log 10^-8 = 8

Questo è un controsenso, perché otteniamo un pH > 7, cioè un pH basico.

Se invece non trascuriamo gli [H+] = [OH-] = 10^-7 M il pH, come ti ho dimostrato, risulta 6,98, quindi < 7.

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Rosa

2017-06-14 02:33

Ma quindi scusi se le faccio ridire per mille volte le stesse cose :

quando io scrivo +x è sbagliato dire che quest'ultima incognita rappresenta gli ioni a comune H(+) perché nel suo allegato gli ioni H(+) totali vengono fuori da Ca+10^-7+x so che mi ha detto che cosa sia questa x ovvero la diminuzione di ioni h+ e OH- però mi sono accorta che io studio la chimica teorica a vanvera senza capirci niente quindi metto queste x a caso; scusi se le chiedo di nuovo di chiarirmi gentilemente se sia sbagliato dire "aggiungo/considero "x" ioni a comune quando scrivo ca+x"

Grazie

LuiCap

2017-06-14 12:58

Provo a spiegartelo in altro modo.

Consideriamo gli equilibri che ci sono in soluzione:

HCl --> H+ + Cl-....... essendo un acido forte [H+] = [Cl-] = Ca

H2O <--> [H+] + [OH-].......... Kw = [H+][OH-] = 10^-14

Gli H+ totali derivano in parte dall'acido forte e in parte dall'acqua.

Scriviamo il bilancio di carica (o condizione di elettroneutralità) della soluzione: in una soluzione la somma delle cariche positive è uguale alla somma delle cariche negative.

[H+] = [Cl-] + [OH-]

Sviluppiamo questa equazione:

[Cl-] = Ca

[OH-] = Kw/[H+]

Sostituiamo e risolviamo:

[H+] = Ca + Kw/[H+]

[H+]^2 = Ca[H+] + Kw

[H+]^2 -Ca[H+] - Kw = 0

È una equazione di secondo grado.

In allegato trovi il file Excel con il quale si possono fare i calcoli molto velocemente: basta immettere nella cella evidenziata in giallo il valore della molarità dell'acido forte monofunzionale e i calcoli sono già impostati.

Calcolo pH acido forte.xls
Calcolo pH acido forte.xls

Se provi, per una Ca = 10^-1 M, il "numero" degli H+ totali presenti in soluzione è 1,0000000000010·10^-1.

Ovviamente tutte queste cifre significative non hanno valore (la calcolatrice e il PC sono "stupidi", fanno comparire il numero di cifre che noi decidiamo di far comparire), perché H+ non è un numero, bensì una grandezza chimica con una propria unità di misura, le mol/l, quindi noi che siamo "intelligenti" sappiamo che il risultato va arrotondato a 0,1 mol/L, così come il pH viene arrotondato a 1.

Cosa significa questo??? Che gli H+ forniti dall'acqua sono irrilevanti rispetto a quelli forniti dall'acido forte:

0,1 + [H+] dell'H2O = 0,1 mol/L

È come se tu avessi a disposizione 100 euro per comprarti un paio di scarpe; ne compri un paio al prezzo di 99,99 euro, ti resta 1 centesimo di euro. Puoi dire di non avere soldi in tasca??? No, perchè hai 0,01 euro... ma cosa ci compri con una cifra così piccola??? Nulla, quindi è come se tu avessi 0 euro in tasca.

Prova ora a inserire nella cella gialla 10^-8, risulta:

[H+] totali = 1,0512492197250·10^-7 = 1,05·10^-7 mol/L

pH = 6,9782943135428900 = 6,98

In questo caso gli H+ forniti dall'H2O sono

10^-8 + [H+] dell'H2O = 1,05·10^-7 mol/L

[H+] dell'H2O = 1,05·10^-1 - 10^-8 = 9,51·10^-8 = 0,951·10^-7 mol/L

Poiché la [H+] nell'acqua pura è 10^-7 mol/L, la diminuzione x degli H+ forniti dall'H2O é:

x = 10^-7 - 0,951·10^-7 = 0,049·10^-7

Concludendo:

Lo ione in comune fra HCl e H2O è lo ione H+.

x è la differenza fra la [H+] fornita dall'H2O pura e la [H+] fornita dall'H2O in presenza dell'HCl.

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Rosa

2017-06-14 13:29

La rimgrazio finalmente ho capito cosa sia la x, grazie per la gentilezza, la disponibilità e la competenza!

Rosa

2017-08-30 15:09

LuiCap ha scritto:

Giusta osservazione, ma ti dimostro che è la stessa cosa: mettendo "+x" il suo valore numerico dopo la risoluzione dell'equazione di 2° grado risulta negativo ;-)

La logica che sta dietro a questo calcolo è la seguente.

Quando calcoliamo il pH di una soluzione di acido forte usiamo, di solito, questa espressione:

pH = -log [H+]

Per un acido forte, la [H+] = Ca

Se Ca = 10^-8 M:

pH = -log 10^-8 = 8

Questo è un controsenso, perché otteniamo un pH > 7, cioè un pH basico.

Se invece non trascuriamo gli [H+] = [OH-] = 10^-7 M il pH, come ti ho dimostrato, risulta 6,98, quindi < 7.

Mi sa che nell'allegato intendeva mettere un + alla concentrazione finale di H+?

LuiCap

2017-08-30 15:17

Certo, è stata una distrazione mia Blush

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