pH senza costante di dissociazione

[chemchem]

Ciao a tutti, ho questo esercizio:

Calcolare il pH della soluzione ottenuta sciogliendo in acqua 3.5 g di acido acetico e 2.8 g di
idrossido di sodio. Il volume finale della soluzione è di 650 mL.

Ma non so come risolverlo perché in ogni metodo che conosco per risolvere un eserciio sul pH c'è bisogno di conoscere la costante di dissociazione.. avevo pensato di risolverlo applicando la seguente formula: 

pH= pka -log(n1/n2) con n1 ed n2 il numero di molti di acido acetico e di idrossido di sodio.

Ma senza ka non so come proseguire... so che è nota e la so anche a memoria, ma dato che il testo non la dà mentre in altri esercizi del genere quando serviva la dava, suppongo che ci sia un altro modo per risolvere l'esercizio senza conoscerla..

Grazie in anticipo a chi saprà risolverlo!

[LuiCap]

Stai sparando a caso delle formule.
Bisogna scrivere la reazione che avviene tra il CH3COOH e l'NaOH, calcolare le moli che rimangono e quelle che si formano, poi capire quale è l'equilibrio che determina il pH della soluzione risultante. Ovvio che serve la Ka del CH3COOH.

Provaci.

[chemchem]

Ciao! Grazie mille per la risposta, sono abbastanza nuova all'argomento quindi cerco di fare ciò che trovo nel libro.. e lì in base a quale caso si ha (acido debole, soluzione tampone, sali, etc..) viene suggerito di utilizzare delle formule apposite, ecco perché ho provato ad applicarle direttamente, però forse dovrei cercare di capire meglio come funzionano prima di andare alle formule

Quindi per ogni esercizio che ha a che fare col pH devo scrivere la reazione che avviene? 

Cerco di seguire il tuo suggerimento e scrivo le reazioni, in questo caso in cui abbiamo due composti che vengono sciolti in acqua, devo scrivere separatamente le reazioni? cioè:

NaOH + H2O -> OH- + H2NaO+ 

CH3COOH + H20 -> H3O+ + CH3COO-

(Non sono sicura che siano così, ma seguendo lo schema generale dovrebbero dissociarsi in questo modo...)

Oppure devo scrivere una reazione in cui considero contemporaneamente l'acido e l'idrossido? CIoè tipo CH3COOH + NaOH + H20? Come faccio a sapere cosa si forma a destra della reazione?  
Scusami per tutte queste domande, ma ho molta confusione sugli esercizi sul pH e non so da dove cominciare.. grazie infinite in anticipo.

[LuiCap]

Ripeto quello che ho scritto nell'altra discussione: ti mancano le basi teoriche.

Questa reazione è assurda:
NaOH + H2O -> OH- + H2NaO+
L'NaOH è un idrossido e, come tutti gli idrossidi, è un elettrolita forte, una base forte, completamente dissociato in soluzione acquosa:
NaOH Na+ + OH-

L'acido acetico è un elettrolita debole, un acido debole, e la sua dissociazione in acqua è una reazione di equilibrio:
CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

La reazione generale che avviene tra un acido e una base è:
acido + base forte sale + acqua
Qualunque sia la forza dell'acido, la reazione può essere sempre considerata completa perché si forma un composto pochissimo dissociato che è l'acqua.

[chemchem]

Grazie ancora! Mi riprendo questa parte di teoria e continuo con gli esercizi..

quindi seguendo lo schema: acido + base forte sale + acqua dovrei avere nel caso del mio esercizio CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O , giusto? 
A questo punto mi avevi consigliato di calcolare le moli, procedo:
quelle dell'acido saranno na= (2.8)/(60,052) = 0.0466 e quelle della base nb= (3.5)/(39.997) = 0.0888 , abbiamo la base in eccesso, quindi dopo la reazione avremo che saranno rimasti 0.422 moli di NaOH e 0.422 moli di CH3COONa .

Ecco... adesso non sono più sicura di come continuare

[LuiCap]

La reazione che hai scritto è corretta.
I calcoli no perché hai scambiato le masse.
La base forte resta però sempre il reagente in eccesso.
Ora la risoluzione è identica all'esercizio NH4+ + H+ (acido debole + acido forte), solo che in questo caso hai CH3COO- + OH- (base debole + base forte).
Provaci.

[chemchem]

Ok! Ho provato a risolverlo seguendo i tuoi consigli e l'altro svolgimento:

Moli iniziali di acido e di base: n1(i)=(3.5)/(60.052)=0.0583    e    n2(i)=(2.8)/(39.997)=0.0700

Avviene la reazione CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O, abbiamo la base in eccesso, alla fine avremo:

n2(f)=0.0117 moli di NaOH
n3(f)=0.0583 moli di CH3COONa

NaOH è una base forte e si dissocia completamente, quindi [NaOH]=[OH-]=(0.0117)/(0.650)=0.018
CH3COONa è un sale (dovrebbe essere a idrolisi basica...?) e si dissocia così (credo): CH3COONa CH3COO- + Na+ anch'esso si dissocia completamente quindi [CH3COONa]=[CH3COO-]=(0.0583)/0.650)=0.0897

Adesso consideriamo questa reazione (spero sia giusta): CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- in cui all'inzio abbiamo:
0.0897 moli di CH3COO- 
0.018 moli di OH-, che provengono dalla dissociazione della base forte NaOH


poi ci sarà una variazione x, e alla fine avremo:
(0.0897-x) moli di CH3COO-
x moli di CH3COOH
(0.018+x) moli di OH-

adesso ricordando che kb=kw/ka=5.56x10^-10 scriviamo kb=[(0.018+x)x]/(0.0897-x) e ci viene una equazione di secondo grado che dovremmo risolvere per trovare [OH-] dovuta a CH3COONa. Qui ho il primo dubbio... nello svolgimento dell'altro esercizio ho visto che hai fatto (credo) un paio di semplificazioni, visto che essendo 5.56x10^-10 molto piccolo a volte è trascurabile, però non ho capito perché alla fine la concentrazione di [H3O+] veniva proprio 5.56x10^-10... risolvendo l'equazione di secondo grado mi veniva diverso   comunque, anche nel caso di questo esercizio non ho capito come dovrei risolverla, cioè intendo, non sono sicura di aver capito quali semplificazioni posso effettuare.
Ho capito e ho visto comunque dai numeri che abbiamo che il contributo di OH dovuto al sale è molto piccolo, quindi lo trascuriamo.

In definitiva quindi consideriamo solo [OH-]=0.018 dovuto a NaOH, quindi pOH= -log[OH-]= 1.74 e pH=14-1.74=12.26


L'esercizio dovrebbe essere concluso, ma mi chiedo,  c'è un limite entro il quale possiamo trascurare il contributo del sale? Cioè in questo caso avevamo una costante di dissociazione dell'ordine di 10^-10, c'è un qualche ordine di grandezza dopo il quale possiamo considerare il contributo trascurabile? 
E inoltre può succedere che in casi come questo (base debole e base forte, o anche acido debole e acido forte) si abbia un contributo non trascurabile da parte della base/acido debole?

Grazie mille per tutto il tempo dedicato a questo esercizio, ho imparato moltissime cose! 

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Ah e un'altra cosa molto importante, come lo riesco a capire se la parte di sale che mi resta è un acido o una base?
Cioè per esempio nel caso dell'esercizio in questione avevamo CH3COO-, ma a meno che non l'avessi letto da te non avrei saputo dire ad occhio che è una base, tantomeno debole...

[LuiCap]

La risoluzione di questo esercizio è corretta.
Nell'altro esercizio l'equazione di secondo grado da risolvere è:
x^2 + 0,05x - 2,78·10^-11 = 0
x1 = 5,56·10^-10
x2 = -5,00·10^-2 non accettabile

Il contributo degli OH- o degli H+ derivanti dal sale non dipende solo dalla Kb o dalla Ka, ma anche dalla concentrazione del sale e dalla concentrazione di base forte o acido forte in eccesso.
Io, per non sbagliare, risolvo sempre l'equazione di secondo grado.

Ah e un'altra cosa molto importante, come lo riesco a capire se la parte di sale che mi resta è un acido o una base?
E qui torniamo alle nozioni di base sul concetto di coppia acido-base. Devi ristudiarti la teoria di Bronsted-Lowry.
Gli acidi forti sono solo 6: HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4, H2SO4 solo per la prima dissociazione. Tutti gli altri sono deboli.
Tutti gli idrossidi sono delle basi forti.

[chemchem]

D'accordo, grazie! Per sicurezza d'ora in poi risolverò sempre l'equazione di secondo grado anch'io. Quindi nel caso dell'altro esercizio, dopo aver risolto l'equazione, avevamo un numero dell'ordine di 10^-10 quindi abbiamo detto che il contributo dato dal sale era trascurabile, d'accordo. Ma se per esempio avessimo avuto un numero dell'ordine di 10^-5? (Sempre tenendo conto che l'altro contributo dovuto all'acido fosse dell'ordine di 10^-2).
Cioè fino a che punto posso effettivamente trascurare il contributo del sale? Devono essere dello stesso ordine di grandezza perché io li consideri entrambi? O non capita mai un caso del genere?

[chemchem]

Ho bisogno di saperlo per fare questo tipo di esercizi