esercizio pH base debole

Calcolare il pH di una soluzione 3,00×10–9 M di NH3 (Kb =1,80×10–5)

NH3 ---><--- NH4^+ + OH^-

3.00*10^-9      0            0

-x                    x             x

3.00*10^-9-x      x          x

OH^- = 2.32*10^-7 mol/L.

pOH= 6.63

pH= 7.37

Dovrebbe venire 7.0, cosa sbaglio? Grazie

La soluzione di NH3 è troppo diluita per poter applicare una formula così approssimata.

Bisogna tener conto non solo della dissociazione della base debole in acqua, ma anche della dissociazione dell'acqua stessa; infatti gli OH- provenienti dall'acqua non sono trascurabili.

Bisogna impostare sia il bilancio di massa che di carica.

Si dovrebbe impostare così:

NH3 ---><--- NH4^+ + OH^-

3.00*10^-9 0 1.00*10^-7

-X X +X

3.00*10^-9-X X 1.00*10^-7+X

giusto?

Sì, può andare anche così.

Risolvendo l'equazione di secondo grado si ottiene pH = 7,01.

l'equazione di secondo grado la imposto così:

1.8*10^-5= (1.00*10^-7+x)(x)/(3.00*10^-9-x).

mi viene un risultato strano, ossia 0 e -1.8*10^-5, come mai?

cosa sbaglio?

L'equazione risolta è:

x^2 + 1,81·10^-5 x - 5,40·10^-14 = 0

x1 = 2,983·10^-9 mol/L = [OH-] da NH3

x2 = -1,81·10^-5 mol/L non accettabile

come si ottiene la x1? Scusate le domande ma non riesco a capire, io la svolgo tutta e mi vengono due risultati: x1= -5*10^-8 x2=-1.81*10^-5

Devi fare i calcoli senza fare arrotondamenti nei calcoli intermedi.

x^2+1.91*10^-5x-5.4*10^-14=0

3.28*10^-10-4(-5.4*10^-14)= 3.28*10^-10+2.16*10^-13= 1.81*10^-5.

x=0

x2= 1.81*10^-5

Sbagliata?

Se la tua equazione di secondo grado, come scritto da LuiCap, ha equazione x² + 1,81·10^-5 x - 5,40·10^-14 = 0, per prima cosa devi calcolarti il delta e vedere se è positivo, nullo o negativo. Da lì capisci quante e quali soluzioni hai. Poi calcoli x₁ e x₂. Quindi Δ = b² - 4ac = (1,81·10^-5)² - 4*(1)*(-5,40·10^-14) = 3,2761*10^-10 + 2,16*10^-13 = 3.27826*10^-10 Δ > 0 quindi avrai due soluzioni reali non coincidenti x₁ e x₂. A questo punto bisogna calcolare x₁ e x₂.

la quantità 3.27*10^-10 non è messa sotto radice?

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MI TROVO: x=0 x2= -1.81*10^-5 Ho arrotondato a 3 cifre significative

Poi:

[OH-] da NH3 = 2,98293·10^-9 mol/L

[OH-] da H2O = 1,00·10^-7 mol/L

[OH-] totale = 1,02983·10^-7 mol/L

pOH = 6,99

pH = 7,01

Ricordati che se la base debole fosse ancora più debole e/o più diluita, non basta risolvere un'equazione di secondo grado, ma bisogna adottare la risoluzione senza approssimazioni, che implica la risoluzione di un'equazione di terzo grado.

perchè bisogna usare tutte queste cifre significative? L'equazione di secondo grado di partenza ne ha soltanto 3, quante se ne usano di preciso in questo caso?

Nei calcoli intermedi si devono tenere tutte le cifre. Solo nel calcolo finale si arrotonda il risultato con 3 cifre significative.

Io faccio SEMPRE così!!!

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... è dovreste fare così anche voi studenti imparando ad usare le memorie della calcolatrice!!!

ah ho capito, in questo caso particolare devo usare le cifre significative perchè si tratta di una soluzione diluita giusto?

SEMPRE devi usare tutte le cifre che ti fornisce la calcolatrice nei calcoli intermedi e solo nell'ultimo calcolo arrotondi il risultato con il numero di cifre significative necessarie.

In questo caso a maggior ragione perché i valori numerici in gioco sono molto piccoli.

Ribadisco, bisogna imparare ad usare le memorie della calcolatrice!!!

grazie, seguirò il suo consiglio

In effetti con Excel come fa LuiCap ti semplifichi molto le cose. Ma anche saper usare la calcolatrice che possiedi durante l'esame è importante.

quindi quando devo risolvere un'equazione di secondo grado in un problema di chimica deve tenere conto di tutte le cifrre significative dei calcolci?

Comunque anche la calcolatrice ti mostra solo le cifre che ci stanno nello schermo, a meno che non siano cifre finite e che basti lo schermo per mostrarle. Anche io tengo tutte le cifre fino all'ultimo passaggio dove vanno usare le giuste cifre significative.

Sono cose, come sottolineato milleMILA volte da LuiCap, che vanno sapute, vanno sapute usare e vanno sapute capire. Sono cose importanti.

La calcolatrice deve diventare una estensione del vostro corpo, che sia matematica, fisica, chimica... Certo è che va usata quando è davvero necessario e non per fare calcoli banali che dovreste saper fare da tempo ormai giusto per dire...

In qualsiasi problema vanno tenute in considerazione le cifre significative. Mica solo in questo particolare caso...

Grazie Geber, non so più quante volte l'ho scritto che TUTTI i calcoli devono essere eseguiti senza arrotondare i risultati nei calcoli intermedi, ma solo all'ultimo.

Certo, per comodità faccio i calcoli con Excel, cosa che ad un esame non è possibile, però so anche usare la calcolatrice in modo corretto!!!

Che poi avere un file Excel per risolvere equazioni di 2° grado è talmente comodo che non so come ho fatto fino a quando lo scoprii anni fa

Ancora oggi io uso quel file Excel e mi trovo da 10 poi ovviamente all'esame o sai usare la calcolatrice o ti arrangi e rischi di non passare l'esame...

Comunque farselo è una cosa da 10 minuti scarsi, volendo penso si trovi già anche fatto in rete ma io adoro spippolare con Excel dai tempi dell'università.