mescolamento di acidi pH

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Rosa

2018-06-11 10:55

Buongiorno perché in questo esercizio gli H+ provenienti dall'acido forte non sono trascurati e invece sono trascurati quelli dell'acido debole? Io avevo studiato che gli H+ di un acido forte mescolato con un acido debole non li posso trascurare quando l'acido forte è in eccesso e in tal caso non ho un eccesso di H+, allora il pH perché si calcola con -log0.05?

La traccia è:

Calcola il pH di una soluzione contenente CH3COOH 0.35 moli/L e 0.35 moli/L di CH3COONa per aggiunta di 0.4 moli/L di HCl

rps20180611_125507_950.jpg
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LuiCap

2018-06-11 12:07

Io avevo studiato che gli H+ di un acido forte mescolato con un acido debole non li posso trascurare quando l'acido forte è in eccesso e in tal caso non ho un eccesso di H+.

NO.

Quando si ha una soluzione formata da acido debole + acido forte l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole, per il principio di Le Châtelier, retrocede per la presenza iniziale degli ioni H+ dell'acido forte. Il risultato è che la concentrazione degli H+ provenienti dall'acido debole si possono trascurare rispetto a quelli provenienti dall'acido forte; in altre parole il pH è determinato solo dall'acido forte.

Per dimostrare questa affermazione basta fare i calcoli:

CH3COOH+HCl_1.jpg
CH3COOH+HCl_1.jpg
CH3COOH+HCl_2.jpg
CH3COOH+HCl_2.jpg

Quand'è che non si possono più trascurare gli H+ provenienti dall'acido debole???

Quando la sua Ka è maggiore a circa 10^-3.

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Rosa

2018-06-11 13:20

Allora perché questi appunti dicono "acido forte in difetto" non ci capisco nulla :-(


Il motivo per cui non li trascuro in questi appunti è solo legato alla ka e non al fatto che sia in difetto l'acido forte? Allora che lo specificano a fare acido forte in difetto?
Le testuali parole della docente in merito a questo esercizio (registrate): "la concentrazione dell'acido debole è tale che essendo decisamente maggiore di quella dell'acido forte,la quota che comunque di lui si dissocia come H+ è notevole, quindi Non va trascurata per cui mi devo determinare questa quota x dalla costante di dissociazione ..." scusi ma io l'ho sbobinata e risbobinata e dice questo quindi avevo pensato che il fatto di non trascurare gli H+ dell'acido debole dipendesse anche da questa precisazione della Prof e non solo da ka>10^-3. Le chiedo scusa mi sa tradurre il significato della spiegazione della prof?

rps20180611_152035_939.jpg
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LuiCap

2018-06-11 15:26

La tua docente ha solo usato un eccesso di zelo nello specificare "acido forte in difetto" per farvi comprendere che gli H+ derivanti dall'acido debole si possono trascurare solo quando Ka acido debole è > 10^-3.

La frase detta a lezione dalla tua prof. è correttissima ed è identica a quella che ho usato io nella mia precedente risposta.

Spetta agli studenti durante lo studio dimostrare quali casi sono possibili e trarre le generalizzazioni del caso.

Visto che tu non l'hai fatto, l'ho fatto io sperando che tu possa imparare a farlo in altri casi. ;-)

acido debole+acido forte__1.jpg
acido debole+acido forte__1.jpg
acido debole+acido forte__2.jpg
acido debole+acido forte__2.jpg
acido debole+acido forte__3.jpg
acido debole+acido forte__3.jpg

Tieni inoltre presente che se le concentrazioni di entrambi gli acidi sono ≤ 10^-6 M per il calcolo del pH bisogna considerare anche gli H+ derivanti dall'acqua.

Prova a scrivere ti la conclusione generale che si può trarre dai vari casi che ti ho prospettato.

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Rosa

2018-06-11 15:54

Grazie Prof.ssa ma perché non capisco i sinonimi :-( non mi accorgo che è la stessa cosa :-( che disastro! Ci proverò

Rosa

2018-06-12 06:55

Dai vari casi che ha prospettato si deduce che si trascura una quantità di ioni H+ sempre relativamente a quanto non sono significativi nell'equilibrio, prevalentemente in base alla ka ma non solo: se un acido debole ha una ka maggiore di 10^-3 allora significa che è abbastanza dissociato rispetto agli acidi deboli, in soluzione i suoi H+ hanno un ruolo che non posso trascurare. Tuttavia, la ka non è l'unico fattore da considerare: quando valuto se trascurare o meno una quantità di H+ devo capire quanto siano notevoli, significativi, importanti in quell'equilibrio acido-base, in relazione al principio di Le Chatelier: per cui se nel mescolamento ho una quantità notevole di acido forte, quindi una concentrazione grande rispetto alla concentrazione di acido debole, il fatto che la ka sia maggiore o minore di 10^-3 non è “importante” se confrontato con l’eccesso di H+ che dominano l’equilibrio; la quantità di H+ dell’acido debole è trascurabile ai fini del calcolo della somma totale di H+, “comandano” gli H+ dell’acido forte. L’equilibrio penso sia spostato prevalentemente verso destra . Comunque sicuramente posso trascurare gli H+ provenienti dall’acido debole quando la ka è minore di 10 ^-3 perché l’acido è dissociato pochissimo. Se è maggiore mi devo ricordare di valutare la concentrazione di acido forte, nel caso di soluzioni di acido forte e acido debole.


Quindi di fronte a questi mescolamenti ho pensato di pormi queste domande, es. acido debole+ acido forte: -l'acido debole ha una ka minore di 10 alla meno tre? Se sì trascuro gli H+ dell'acido debole se la risposta è no passo alla domanda successiva; -La concentrazione di acido forte è maggiore della concentrazione di acido debole? Sì : allora pure se la ka è maggiore di 10 alla meno 3 posso trascurare gli H+ dell'acido debole; altrimenti occorre considerarli; se le due concentrazioni sono uguali è la ka dell'acido debole a comandare, in base a lei trascuro o no gli H+. - la concentrazione dell'acido forte è molto diluita, ovvero è minore di 10^-6? (questo fattore a lezione e sul libro lo consideravamo solo con gli acidi forti ma non deboli, perché?) se sì usare la formula quadratica per trovare gli H+ (OH- per le basi) perchè non posso trascurare gli H+ provenienti da H2O. Magari se può mi corregga, La ringrazio

Rosa

2018-06-12 10:55

La prendo per buona questa specie di "conclusione"?

LuiCap

2018-06-12 14:23

Dai vari casi che ha prospettato si deduce che si trascura una quantità di ioni H+ sempre relativamente a quanto non sono significativi nell'equilibrio, prevalentemente in base alla ka ma non solo: se un acido debole ha una ka maggiore di 10^-3 allora significa che è abbastanza dissociato rispetto agli acidi deboli, in soluzione i suoi H+ hanno un ruolo che non posso trascurare. Tuttavia, la ka non è l'unico fattore da considerare: quando valuto se trascurare o meno una quantità di H+ devo capire quanto siano notevoli, significativi, importanti in quell'equilibrio acido-base, in relazione al principio di Le Chatelier: per cui se nel mescolamento ho una quantità notevole di acido forte, quindi una concentrazione grande rispetto alla concentrazione di acido debole, il fatto che la ka sia maggiore o minore di 10^-3 non è “importante” se confrontato con l’eccesso di H+ che dominano l’equilibrio; la quantità di H+ dell’acido debole è trascurabile ai fini del calcolo della somma totale di H+, “comandano” gli H+ dell’acido forte. L’equilibrio penso sia spostato prevalentemente verso destra . Comunque sicuramente posso trascurare gli H+ provenienti dall’acido debole quando la ka è minore di 10^-3 perché l’acido è dissociato pochissimo. Se è maggiore mi devo ricordare di valutare la concentrazione di acido forte, nel caso di soluzioni di acido forte e acido debole.

La frase in rosso va modificata con: A parità di concentrazione di acido debole, l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole è tanto più spostato verso sinistra quanto più elevata è la concentrazione dell'acido forte e quanto più bassa è la Ka dell'acido debole.

Quindi di fronte a questi mescolamenti ho pensato di pormi queste domande, es. acido debole+ acido forte:

- l'acido debole ha una ka minore di 10 alla meno tre? Se sì trascuro gli H+ dell'acido debole se la risposta è no passo alla domanda successiva;

- La concentrazione di acido forte è maggiore della concentrazione di acido debole? Sì : allora pure se la ka è maggiore di 10 alla meno 3 posso trascurare gli H+ dell'acido debole; altrimenti occorre considerarli; se le due concentrazioni sono uguali è la ka dell'acido debole a comandare, in base a lei trascuro o no gli H+.

- la concentrazione dell'acido forte è molto diluita, ovvero è minore di 10^-6? (questo fattore a lezione e sul libro lo consideravamo solo con gli acidi forti ma non deboli, perché?)

se sì usare la formula quadratica per trovare gli H+ (OH- per le basi) perchè non posso trascurare gli H+ provenienti da H2O.

Io riassumerei le conclusioni così:

acido debole+acido forte__4.jpg
acido debole+acido forte__4.jpg

Però bisogna stare attenti perché le variabili in gioco sono 3, la Ka e le concentrazioni dei due acidi. Se poi le concentrazioni sono minori di 10^-6 M bisogna inserire anche l'equilibrio dell'acqua e risolvere l'esercizio attraverso i bilanci di carica e di massa.

Io nel caso di una soluzione di acido debole + base forte risolvo sempre l'equazione di secondo grado e solo così capisco se la [H+] proveniente dall'acido debole è trascurabile o meno.

Di seguito trovi degli esempi di calcolo fatti in questo modo:

acido debole+acido forte__5.jpg
acido debole+acido forte__5.jpg

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Rosa

2018-06-12 14:37

come ringraziarLa:-)