preparare 250ml di soluzione tampone NH3/NH4+

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xshadow

2021-04-23 13:14

é richiesto di preparare 250ml di soluzione tampone NH3/NH4+ a pH=10 e con [NH4+] = 0.05M

ho come soluzioni iniziali:

a) soluzione di NH3 conc (2M)

b) soluzione di un sale di NH4+ 1:1 (0,1M)

Allora spiego il mio ragionamento:

Dapprima applico equazione Handersson Hasselbach:

pH = pka + log ( [NH3]/[NH4+])

10 = 9,25 + log [NH3] - log (0.05M)

[NH3] = 10^(- 0.55)

[NH3] = 0,28M

Quindi ho 250ml di una soluzione tampone con

[NH4+] = 0.05M

[NH3] = 0,28M

A questo punto mi calcolo le moli delle due specie coniugate contenute in 250ml ,per sapere cosi quanto delle due soluzioni originarie devo aggiungere.

mol NH4+ = 0,05M * 0,250l = 0,0125 mol

mo NH3 = 0,28M * 0,250l = 0,07 mol

Quindi mi calcolo i volumi di soluzioni iniziali che contengono questo numero di moli:

V NH4+= 0,0125mol /0,1M = 0,125l

V NH3= 0,07 / 2M = 0,035l

Quindi per preparare la mia soluzione tampone da 250ml a pH= 10 e con [NH4+] = 0,05M devo:

-aggiungere 0,125l di soluzione di NH4+

- aggiungere 0,035l di soluzione di NH3

E infine portare a volume (250ml) aggiungendo H2O deionizzata.

E' corretto??

Grazie

LuiCap

2021-04-24 12:26

È corretto!!!

Puoi rendere più veloci i calcoli applicando:

M1·V1 = M2·V2

2 mol/L · V1 = 0,281 mol/L · 250 mL

V1 = 35 mL NH3 2 M da prelevare

0,1 mol/L · V1 = 0,05 mol/L · 250 mL

V1 = 125 mL NH4+ 0,1 M da prelevare

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xshadow

2021-04-24 12:57

LuiCap ha scritto:

È corretto!!! Puoi rendere più veloci i calcoli applicando: M1·V1 = M2·V2 2 mol/L · V1 = 0,281 mol/L · 250 mL V1 = 35 mL NH3 2 M da prelevare 0,1 mol/L · V1 = 0,05 mol/L · 250 mL V1 = 125 mL NH4+ 0,1 M da prelevare

TI ringrazio :-) Ora fantasticando e immaginandomi che la soluzione di partenza sia [NH3]= 0,1M invece che 2M Otterrei che il Volume di NH3 da addizionare, sempre per fare quella soluzione tampone è: V_NH3 = 0,07mol* 0,1M = 700ml CIoè se la mia soluzione iniziale di NH3 fosse molto meno concentrata (es : 0,1M) usando questo metodo di calcolo avrei che dovrei aggiungere 700ml di NH3 e i soliti 0,125M di NH4+...ma io volevo fare una soluzione tampone di 250ml!! Percio non andrebbe bene nel caso avessi una soluzione molto concentrata? O semplicemente considero i 700ml di NH3 e la soluzione tampone risultante verrà piu di 250ml ma poi ne prelevero solo 250ml ?? (Non penso sia corretto fare cosi perchè tali dati derivano dall'aver calcolato le moli di NH3/NH4+presenti in 250ml di tampone. Ma in questo caso sarei a piu di 700ml di tampone e le moli contenute in tale volume sarebbero diverse da quelle calcolate e su cui mi sono basato per trovare i volumi di soluzione da addizionare. Quindi sarei in ""contraddizione"";-) E un dubbio che mi è venuto. Ho pensato anche un metodo di calcolo alternativo in questo caso. In cui Ricordando le concentrazioni della mia soluzione tampone [NH3] = 0,28M [NH4+] = 0,05M Se ne considero il rapporto [NH3] /[NH4+] = 0,28/0,05 = (mol NH3/0,250l) / ( mol NH4+/ 0,250l) = mol NH3/ mol NH4+ Quindi posso esprimere le moli di NH3 nella soluzione tampone in funzione della soluzione iniziale che ho a disposizione: mol NH3= [NH3] (soluz.iniziale) * V NH3 (soluz iniziale) mol NH4+ = [NH4+] (soluz.inizaile) * V NH4+ ( soluz. iniziale) Se le concentrazioni delle mie due soluz. iniziali sono: [NH3] = 0,1M [NH4+] (Cl-) = 0,2M Otterrei: (i)[NH3] (soluz.iniziale) * V NH3 / ( [ NH4+] * VNH4+) = 0,28 / 0,05 Con il vincolo che : (ii) V NH3+ V_NH4+ = 0,250l Avrei quindi un sistema di due equazioni nelle due incognite rappresentate dai volumi. Dalla prima equazione posso ottenere V NH3 = 2* V NH4+ Sostituendo in (ii) 2 *VNH4+ + VNH4+ = 0,250l 3 * VNH4+ = 0,250l VNH4+ = 0,250l /3= 0,083l = 83ml V NH3 = 250ml - 20ml = 167 ml Quindi alternativamente a fare una soluzione con piu di 250ml e poi a prelevarne 250ml potrei fare una cosa del genere in cui riesco a fare esattamente 250ml di soluzione?? è corretto? grazie

LuiCap

2021-04-24 15:26

Sì, è corretto.

Ricordati però che maggiore è la somma Ca+Cb, maggiore è il potere tampone della soluzione.

Per la determinazione della durezza delle acque io usavo un tampone a pH 10 in cui:

Ca = [NH4+] = 1 M

Cb = [NH3] = 5,6 M

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xshadow

2021-04-24 16:06

LuiCap ha scritto:

Sì, è corretto. Ricordati però che maggiore è la somma Ca+Cb, maggiore è il potere tampone della soluzione. Per la determinazione della durezza delle acque io usavo un tampone a pH 10 in cui: Ca = [NH4+] = 1 M Cb = [NH3] = 5,6 M

Quindi meglio bella concentrata!! L'unica cosa che riguardando i calcoli non mi convince al 100% è che nel primo post avevo trovato che il numero di moli contenute nei 250ml soluzione tampone per quelle certe concentrazioni a quel certo pH doveva essere: per NH3 : 0,07mol Ora se con i risultati ottenuti per questo secondo modo in cui quello che cambia è solo la soluzi di partenza di NH3 (invece che 2M ce l'ho 0,1M) faccio la "verifica" moltiplicando il volume di soluz di NH3 da aggiungere per la sua concentrazione dovrei ottenere 0,07mol ....e invece no!! 0,167l * 0,1M = 0,0167 mol in quei 250ml MI sembra in contraddizione visto che per 250ml di soluz tampone pH= 10 con [NH3]= 0,028M e [NH4+]= 0,05M avevo visto che ci dovevano essere 0,07mol di NH3, l'unico modo per avere [NH3] = 0,28M nellla soluz tampone tampone. O_o O_o EDIT: forse non posso preparare 250ml di una soluz tampone pH= 10 nel caso che mi sono immaginato io ,con cioè concentrazione di soluz iniziale di NH3 di 0,1M In quanto la concentrazione di NH3 nella soluz tampone sarebbe come inizialmente calcolato [NH3] = 0,28M ma cio equivarrebbe a passare da una soluz piu diluita (0,1M - quella di NH3 iniziale che ho supposto avere ) a una piu concentrata (nel tampone) di 0,28M Mentre funziona nel caso in cui fosse una soluz iniziale di NH3 2M in quano passerei da una piu conc. a una piu diluita e ""si potrebbe fare""

LuiCap

2021-04-24 16:59

Non avevo capito quello che avevi ipotizzato. :-(

Certo, se nel tampone devi avere [NH3] = 0,28 mol/L è impossibile partire da una soluzione iniziale più diluita (0,1 M).

Si possono invece preparare 250 mL di tampone a pH 10 partendo da le seguenti soluzioni:

[NH4+] = 0,2 mol/L

[NH3] = 0,1 mol/L

Calcolare il volume di soluzione di NH4+ 0,2 M da addizionare a 20 mL di soluzione di NH3 0,1 M per preparare 250 mL di soluzione tampone a pH 10. (Kb NH3 = 1,8·10^-5)

[H+] = 10^-10 mol/L

Ka = 10^-14/1,8·10^-5

n NH3 = 0,1 mol/L · 0,020 L = 0,0020 mol

n NH4+ = 0,2 mol/L · x

[H+] = Ka · na/nb

10^-10 = 10^-14/1,8·10^-5 · 0,2x/0,0020

x = V NH4+ = 0,0018 L = 1,8 mL

Si eseguono i due prelievi in matraccio tarato da 250 mL esi porta a volume con acqua dist.

xshadow

2021-04-24 19:05

LuiCap ha scritto:

Non avevo capito quello che avevi ipotizzato. :-( Certo, se nel tampone devi avere [NH3] = 0,28 mol/L è impossibile partire da una soluzione iniziale più diluita (0,1 M). Si possono invece preparare 250 mL di tampone a pH 10 partendo da le seguenti soluzioni: [NH4+] = 0,2 mol/L [NH3] = 0,1 mol/L Calcolare il volume di soluzione di NH4+ 0,2 M da addizionare a 20 mL di soluzione di NH3 0,1 M per preparare 250 mL di soluzione tampone a pH 10. (Kb NH3 = 1,8·10^-5) [H+] = 10^-10 mol/L Ka = 10^-14/1,8·10^-5 n NH3 = 0,1 mol/L · 0,020 L = 0,0020 mol n NH4+ = 0,2 mol/L · x [H+] = Ka · na/nb 10^-10 = 10^-14/1,8·10^-5 · 0,2x/0,0020 x = V NH4+ = 0,0018 L = 1,8 mL Si eseguono i due prelievi in matraccio tarato da 250 mL esi porta a volume con acqua dist.

Moltooo chiara. Ringrazio come sempre :-)