pH Ca3(AsO4)2

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Luigi

2017-04-09 12:40

Dati: pH= ? [Ca3(AsO4)2] = 10^-2 M Ka1 = 6 per 10 ^ -3  Ka2 = 10 ^ -7 Ka3 = 3 per 10 ^ -2 Non ho ben capito come procedere dopo un certo punto, è l'unico caso di idrolisi salina con cui ho dei dubbi (maledetto acido poliprotico ahahaha) Allora: Il Ca3(AsO4)2 si ottiene dalla reazione di neutralizzazione di 2H3AsO4 + 3Ca(OH)2 -> Ca3(AsO4)2 + 6H2O Benissimo, per cui deriva da un acido poliprotico. H3AsO4 + H2O --> <-- H2AsO4 (-) + H3O (+) <-- Prima reazione, da cui immagino derivi Ka1 H2AsO4 (-) + H2O --> <-- HAsO4 (--) + H3O (+) <-- Da cui deriva Ka2 HAsO4 (--) + H2O --> <-- AsO4 (---) + H3O (+) <-- Da cui deriva Ka3 Mentre, dalla dissociazione del sale: Ca3(AsO4)2 ---> 3Ca (++) + 2(AsO4) (---) AsO4 3- reagisce con l'H2O e: AsO4 (---) + H2O --> <-- HAsO4 (--) + OH (-) <- Kb1 HAsO4 (--) + H2O --> <-- H2AsO4 (-) + OH (-) <- Kb2 H2AsO4 (-) + H2O --> <-- H3AsO4 + OH (-) <- Kb3 Gli OH(-) fanno intuire l'ambiente di reazione, basico per cui: [OH(-)] = Radice quadrata di Kb per Cs =  Radice quadrata di Kw / Ka per Cs. pOH = - log di [OH (-)]  pH = 14- pOH Bene... non ho capito come capire quale Kb ( 1 2 3 ), Ka (1 2 3)  utilizzare per ottenere la concentrazione e capirne la motivazione (soprattutto) ;-)

LuiCap

2017-04-09 13:31

La Ka3 è 3*10^-12, quindi la Kb1 è 10^-14/3*10^-12. È questa la Kb che devi usare.

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Luigi

Luigi

2017-04-09 14:06

LuiCap ha scritto:

La Ka3 è 3*10^-12, quindi la Kb1 è 10^-14/3*10^-12. È questa la Kb che devi usare.

Ecco! È stato lo stesso ragionamento che ho affrontato io (se noti ho colorato le reazioni) Così facendo: [OH (-) ] = 5.77 x 10^-7 pOH = 6.23 pH = 7.77  Il pH, a quanto detto in classe, doveva uscire più o meno 11.  :-S Poi non ho capito perché fra gli appunti ci hanno fatto scrivere: "Se Kb1 / Kb2 > 100, allora Kb2 è trascurabile. Se Ka1 / Ka2 > 100, allora Ka2 è trascurabile" Grazie mille per l'aiuto!

LuiCap

2017-04-09 14:27

Hai sbagliato i calcoli :-(

[OH-] = radq(Kw/Ka3 · Cs)

[OH-] = radq (10^-14/3·10^-12 · 2·10^-2) = 8,16·10^-3 mol/L

pOH = -log 8,16·10^-3 = 2,09

pH = 14 - 2,09 = 11,91

Ka1 = 6·10^-3

Ka2 = 1·10^-7

Ka3 = 3·10^-12

Ka1/Ka2 = 6·10^4 > 100 la Ka2 è trascurabile

Kb1 = 3·10^-3

Kb2 = 1·10^-7

Kb3 = 2·10^-12

Kb1/Kb2 = 3·10^4 > 100 la Kb2 è trascurabile

Luigi

2017-04-09 15:03

LuiCap ha scritto:

Hai sbagliato i calcoli :-( [OH-] = radq(Kw/Ka3 · Cs) [OH-] = radq (10^-14/3·10^-12 · 10^-2) = 5,77·10^-3 mol/L pOH = -log 5,77·10^-3 = 2,24 pH = 14 - 2,24 = 11,76 Ka1 = 6·10^-3 Ka2 = 1·10^-7 Ka3 = 3·10^-12 Ka1/Ka2 = 6·10^4 > 100 la Ka2 è trascurabile Kb1 = 3·10^-3 Kb2 = 1·10^-7 Kb3 = 2·10^-12 Kb1/Kb2 = 3·10^4 > 100 la Kb2 è trascurabile

Avete controllato online che la Ka3 sia 3 per 10 ^ -12? (io ho Ka3 = 3*10^-2) Ultima cosa: Come mai si fa il rapporto Ka1 / Ka2 ecc?  Che significa che è trascurabile?  E se non lo fosse?  In fin dei conti Kb1 = Kw / Ka3 (per cui Ka1 e Ka2 non sono serviti per la risoluzione, idem Kb1 e Kb2... vorrei capirne il motivo!) Grazie ancora! <3

LuiCap

2017-04-09 17:44

Nel calcolo che ti ho scritto prima ho sbagliato la concentrazione della base AsO4(3-) che è 2·10^-2 M perché:

Ca3(AsO4)2 --> 3 Ca(2+) + 2 AsO4(3-)

Perciò:

[OH-] = radq(Kw/Ka3 · Cs)

[OH-] = radq (10^-14/3·10^-12 · 2·10^-2) = 8,16·10^-3 mol/L

pOH = -log 8,16·10^-3 = 2,09

pH = 14 - 2,09 = 11,91

La Ka3 non può essere maggiore della Ka2 e della Ka1 :-(

Quindi suppongo che nella trascrizione dell'esercizio tu abbia dimenticato di scrivere una cifra:

Ka3 = 3·10^-12 e non 3·10^-2

Per calcolare senza approssimazione il pH di una base trifunzionale [AsO4(3-)]bisognerebbe risolvere un'equazione di 5° grado che tenga conto di tutti gli equilibri presenti in soluzione.

Per evitare un calcolo così complesso si possono fare delle approssimazioni, trascurando:

Kb2 se Kb1/Kb2 > 100

Kb3 se Kb2/Kb3 > 100

Per questa ragione si considera solo la Kb1

Ti vengono perciò forniti nell'esercizio tutte e tre le Ka dell'acido triprotico per poter verificare se le approssimazioni sono possibili.