dubbio di chimica sui mix e tamponi

[roberto96]

salve, salve, 28.5 mL di una soluzione di acido fluoridrico vengono titolati con una soluzione di idrossido di potassio 0.125 M. Per raggiungere il punto equivalente sono stati aggiunti 32.4 ml di idrossido. Calcolare: a) il pH iniziale; b) il pH dopo l’aggiunta dei primi 15.0 mL di titolante; c) l’intervallo di viraggio dell’indicatore da utilizzare (Ka= 4.0 x 10-4M).

HF + KOH KF + H2O

Moli HF= 0,0285 L *0,125 M= 3,6*10^-3
3,6*10^-3 *0,125 M = 4,5*10^-4 M

HF= 4,5*10^-4 / 0,0285 = 0,0157 M

Ora dovrei applicare questa formula che non ho ben capito. 
Ka= x^2 / 0,0157 M - x = ...........

Come proseguo? Potreste aiutarmi? Grazie

[LuiCap]

Il punto equivalente di una titolazione è definito come il punto in cui le moli di titolante (in questo caso NaOH) sono stechiometricamente uguali alle moli di titolato ( in questo caso HF).

n NaOH al p.e. = V x M = 0,0324 L x 0,125 mol/L = 4,05·10^-3 mol
Queste moli sono uguali alle moli di HF contenute in 28,5 mL di soluzione, perciò:
M HF = n / V = 4,05·10^-3 / 0,0285 L = 0,142 mol/L

A questo punto per risolvere le domande richieste bisogna conoscere:
- come si calcola il pH di una soluzione di acido debole HF nota la sua Ka e la sua concentrazione;
- come si calcola il pH di una soluzione tampone, in quanto dopo l'aggiunta di 15,0 mL di NaOH si forma una soluzione in cui, nello stesso volume, sono presenti un tot di moli (da calcolare) di HF e un tot di moli (da calcolare) della sua base coniugata F-;
- come si calcola il pH di una sale costituito da una base forte K+ (che non reagisce con acqua) e da una base debole F- che reagisce in acqua dando idrolisi basica: questa è la situazione che si verifica al punto equivalente della titolazione;
- cos'è un indicatore acido-base e che relazione esiste tra il suo pK e il pH al p.e. della titolazione.

Se ti svolgo io tutto l'esercizio non imparerai mai tutto quel mare di contenuti che ti ho elencato!!!

[roberto96]

ovviamente preferisco capire gli argomenti. Grazie mille per avermi fatto capire gli argomenti da ripetere.
Stavo ripetendo il pH di acido debole HF nota la concentrazione molare e la Ka.
Ho studiato la teoria.Precisamente la formula.
Ka= X^2/Ca-x Ka=X^2/Ca

La x corrisponde ad H^+. H^+= rad(Ca*Ka).

Praticamente la x corrisponde ad H^+.
Potreste farmi qualche esempio? Magari provo a risolverlo? Grazie, nota la concentrazione e la K calcolo pH.

[LuiCap]

Quando un acido debole monoprotico HA si dissocia in acqua si instaura un equilibrio la cui costante Ka è costante a temperatura costante: si formano x mol/L di H+ e x mol/L di A- e rimangono (Ca-x) mol/L di HA.
La formula corretta per ricavare la concentrazione di H+ è:
[H+] = x^2/Ca-x

Si può trascurare la x al denominatore ed applicare la formula risolutiva approssimata
[H+] = radice quadrata (x^2/Ca)
solo quando Ka·Ca è all'incirca minore di 10^-4

[LuiCap]

Prova a calcolare sia con il metodo non approssimato che con quello approssimato il pH delle soluzioni acquose dei seguenti acidi deboli monoprotici:

1) HA 0,315 M, Ka = 1,15·10^-3
2) HA 0,0998 M, Ka = 3,45·10^-2
3) HA 0,00775 M, Ka = 4,22·10^-2
4) HA 1,85 M, Ka = 1,78·10^-4

[roberto96]

ora sto provando a fare l'esercizio, dopo aver visto la spiegazione. Una domanda, non so se sia stupida o meno come quesito.
Ma la formula dice : x^2/Ca-x, a livello di applicazione la x^2 o -x a cosa corrisponde?
La Ca sarebbe la molarità. Grazie

[LuiCap]

Mi sembra impossibile che sul libro che stai utilizzando non ci siano questi concetti di base

   

[roberto96]

ho imparato lo schema.

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ora lo sto applicando al primo esercizio.

HA ----- H^+ + A^-
moli iniziali 0,315 0 0
variazione -x x x
moli finali 0,315-x x x

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H^+= x^2 / 0,315 -x
L'ho applicato bene? Scusatemi ma con gli acidi non mi riesco a rapportare

[LuiCap]

Scusami, ma non è più questione di acidi, ma di matematica

Se x = [H⁺], non puoi scrivere
[H⁺] = x²/0,315-x

Riguarda bene l'equazione che ho scritto

Più che imparare lo schema, devi capire il suo significato.
Prima che si instauri l'equilibrio, in soluzione ci sono 0,315 mol/L di HA. Essendo questo un acido debole, ma comunque più forte del debolissimo acido H2O, è in grado di cedere a quest'ultima uno ione H+ e lasciare in soluzione la sua base coniugata A-:
HA + H2O H3O⁺ + A^-
Il prodotto fra la concentrazione molare degli ioni H3O+ e A- diviso la concentrazione dell'acido indissociato rimasta in acqua è una costante a temperatura costante chiamata costante di dissociazione Ka (o meglio di ionizzazione) tipica di ogni acido.

[roberto96]

hai ragione, errore di scrittura.

Ka=x^2 / 0,315 - x

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allora ricapitolando.
HA 0,315 M, Ka = 1,15·10^-3

K= rad(0,315*1,15*10^-3) = 0,01903
pH= 1,72

Ho calcolato bene? Grazie