1
ESERCITAZIONE di CHIMICA26 novembre, 2012
pH
pH di SOLUZIONI di ACIDI e BASI FORTI
pH di SOLUZIONI di ACIDI e BASI DEBOLI
NEUTRALIZZAZIONE tra ACIDI e BASI
COPPIA ACIDO-BASE CONIUGATA
pH di SOLUZIONI di SALI
2
pH
H HO +H- O
H
+
acqua ossidrile
acqua idrossonio
H HO +H+
H
OHH
+
3
H2O: UNA MOLECOLA SPECIALE!
4
NELLE SOLUZIONI ACQUOSE
2 H2O H3O+ + OH-
keq = kw = [ H3O+ ] x [ OH- ] = 10-14 T = 298,16 K
pH = - log [ H3O+ ]
pOH = - log [ OH- ]
5
RELAZIONE TRA pH e pOH
2 H2O H3O+ + OH-
kw = [ H3O+ ] x [ OH- ] = 10-14 T = 298,16 K
- log [ H3O+ ] - log [ OH- ] = 14
pH + pOH = 14
6
DOMANDA: PERCHÉ pH e pOH?
RISPOSTA:
perché utilizzando l’operatore “- log [ ]”
le concentrazioni di [ H3O+ ] e di [ OH- ]
(numeri molto piccoli!)
diventano numeri semplici!
[ H3O+ ] pH
10-1 0,1 1
10-2 0,01 2
10-3 0,001 3
10-7 0,0000001 7
10-10 0,0000000001 10
10-12 0,000000000001 12
10-13 0,0000000000001 13
7
Quando [ H3O+ ] cambia di dieci volte,
il pH varia solo di una unità!
All’aumentare di [ H3O+ ], il pH diminuisce!
8
ACQUA PURA
2 H2O H3O+ + OH-
kw = [ H3O+ ] x [ OH- ] = 10-14 T = 298,16 K
[ H3O+ ] = [ OH- ] = 10-7 mol / L
pH = 7 pOH = 7
9
SCALA DI pH
Stato [ H3O+ ] e [ OH- ] pH pOH
acidità [ H3O+ ] > [ OH- ] 0 - 7 7 - 14
neutralità [ H3O+ ] = [ OH- ] 7 7
basicità [ H3O+ ] < [ OH- ] 7 - 14 0 - 7
10
pH di SOLUZIONI
di ACIDI e BASI FORTI
11
pH ACIDO FORTE
10-1 mol / L
HCl + H2O H3O+ + Cl-
---- 10-1 mol / L 10-1 mol / L
ka = maggiore di 102!
[ H3O+ ] = 10-1 mol / L [ OH- ] = 10-13 mol / L
pH = - log [ H3O+ ] = - log (10-1) = 1
pOH = 13
12
pH BASE FORTE (idrossido)
10-1 mol / L
NaOH Na+ + OH- (legame ionico!)
---- 10-1 mol / L 10-1 mol / L
[ OH- ] = 10-1 mol / L [ H3O+ ] = 10-13 mol / L
pOH = - log [ OH- ] = - log (10-1) = 1
pH = 13
13
2008-2009
Quale è il valore del pH di una soluzione in cui la
concentrazione degli ossidrili OH- è di 0,001 mol / L?
[ OH- ] = 0,001 = 10-3 mol / L
pOH = 3
pH = 11
14
1
2008-2009
5 mL di soluzione di HCl 0,2 mol / L sono diluitia 2 litri con acqua
Calcolare il valore del pH e del pOH dellesoluzioni iniziale e finale
15
2
soluzione iniziale
0,2 mol / L
HCl + H2O H3O+ + Cl-
---- 0,2 mol / L 0,2 mol / L
[ H3O+ ] = 0,2 mol / L
pH = - log (0,2) = 0,7
pOH = 13,3
16
3
soluzione finale
moli HCl = M x V = 0,2 x (5 x 10-3) = 1,0 x 10-3 mol
[ HCl ] = moli / V = 1,0 x 10-3 / 2 = 0,5 x 10-3 mol / L
[ H3O+ ] = 0,5 x 10-3 mol / L
pH = - log (0,5 x 10-3) = 3,3
pOH = 10,7
17
1
250 g di soluzione al 5 % m / m di HNO3
sono diluiti a 7 litri con acqua
Calcolare il valore del pH
18
2
250 g di soluzione al 5 % m / m di HNO3
sono diluiti a 7 litri con acqua
massa soluzione = 250 g
massa HNO3 = 5 x (250 / 100) = 12,5 g
massa molare HNO3 = 63 g / mol
moli HNO3 = 12,5 / 63 = 0,20 mol
[ HNO3 ] = 0,20 / 7 = 2,9 x 10-2 mol / L
19
3
250 g di soluzione al 5 % m / m di HNO3
sono diluiti a 7 litri con acqua
[ HNO3 ] = 2,9 x 10-2 mol / L
HNO3 + H2O H3O+ + NO3-
[ H3O+ ] = 2,9 x 10-2 mol / L
pH = - log (2,9 x 10-2) = 1,54
20
1
2008-2009
7 mL di soluzione di NaOH 0,25 mol / Lsono diluiti a 2 litri con acqua
Calcolare il valore del pH e del pOH dellesoluzioni iniziale e finale
21
2
soluzione iniziale
0,25 mol / L
NaOH Na+ + OH- (legame ionico!)
---- 0,25 mol / L 0,25 mol / L
[ OH- ] = 0,25 mol / L
pOH = - log (0,25) = 0,6
pH = 13,4
22
3
soluzione finale
moli NaOH = M x V = 0,25 x (7 x 10-3) = 1,75 x 10-3 mol
[ NaOH ] = moli / V = 1,75 x 10-3 / 2 = 0,875 x 10-3 mol /L
[ OH- ] = 0,875 x 10-3 mol / L
pOH = - log (0,875 x 10-3) = 3,06
pH = 10,94
23
1
250 g di soluzione al 7 % m / m di KOH
sono diluiti a 5 litri con acqua
Calcolare il valore del pH
24
2
250 g di soluzione al 7 % m / m di KOHsono diluiti a 5 litri con acqua
massa soluzione = 250 g
massa KOH = 7 x (250 / 100) = 17,5 g
massa molare KOH = 56 g / mol
moli KOH = 17,5 / 56 = 0,31 mol
[ KOH ] = 0,31 / 5 = 6,2 x 10-2 mol / L
25
3
250 g di soluzione al 7 % m / m di KOHsono diluiti a 5 litri con acqua
[ KOH ] = 6,2 x 10-2 mol / L
KOH K+ + OH- (legame ionico!)
[ OH- ] = 6,2 x 10-2 mol / L
pOH = - log (6,2 x 10-2) = 1,21
pH = 12,8
26
pH di SOLUZIONI
di ACIDI e BASI DEBOLI
27
pH ACIDO DEBOLE (ka < 10-4)
CA
HA + H2O H3O+ + A-
CA - x x x
[ H3O+ ] x [ A- ] x2 x2
ka = --------------------- = --------- = ----- [ HA ] CA - x CA
x = [ H3O+ ] = (ka x CA)1/2
pH = - log x
28
Calcolare il pH e il pOH di una soluzione acquosa di acido acetico 0,1 mol / L (ka = 1,7 x 10-5)
HAc + H2O H3O+ + Ac-
[ H3O+ ] = (ka x CA)1/2
[ H3O+ ] = (1,7 x 10-5 x 10-1)1/2 = 1,3 x 10-3 mol / L
pH = - log (1,3 x 10-3) = 2,88
pOH = 14 - pH = 11,12
29
2010-2011
Calcolare il pH e il pOH di una soluzione acquosadi acido etanoico 1,2 mol / L (ka = 1,7 x 10-5)
H-Et + H2O Et- + H3O+
[ H3O+ ] = (ka x CA)1/2 = (1,7 x 10-5 x 1,2)1/2
[ H3O+ ] = 1,4 x 10-2,5 mol / L
pH = 2,35
30
1
250 mL di soluzione al 5 % m / m di HAc sono diluiti
a 7 litri con acqua (densità = 1,1 g / mL)
Calcolare il valore del pH
31
2
250 mL di soluzione al 5 % m / m di HAc sono diluitia 7 litri con acqua (densità = 1,1 g / mL)
massa soluzione = d x V = 1,1 x 250 = 275 g
massa HAc = 5 x (275 / 100) = 13,75 g
massa molare HAc = 60 g / mol
moli HAc = 13,75 / 60 = 0,23 mol
[ HAc ] = 0,23 / 7 = 3,3 x 10-2 mol / L
32
3
250 mL di soluzione al 5 % m / m di HAc sono diluitia 7 litri con acqua (densità = 1,1 g / mL)
[ HAc ] = 3,3 x 10-2 mol / L
HAc + H2O H3O+ + Ac-
[ H3O+ ] = (ka x CA)1/2 = (1,7 x 10-5 x 3,3 x 10-2)1/2 = 2,4 x 10-3,5
pH = - log (2,4 x 10-3,5) = 3,12
33
1
ACIDI POLIPROTICI
H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4
- ka1 >> 102
HSO4- + H2O
H3O+ + SO42-
ka2 = 10-2
H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3
- ka1 = 4,5 x 10-7
HCO3- + H2O
H3O+ + CO32- ka2 = 4,7 x 10-
11
34
2
ACIDI POLIPROTICI
H3PO4 + H2O H3O+ + H2PO4
- ka1 = 7,1 x 10-3
H2PO4- + H2O
H3O+ + HPO42- ka2 = 6,3 x 10-8
HPO42- + H2O
H3O+ + PO43- ka3 = 4,2 x 10-
13
35
pH BASE DEBOLE (kb < 10-4)
CB
B + H2O BH+ + OH-
CB - x x x
[ BH+ ] x [ OH- ] x2 x2
kb = ---------------------- = ---------- = ----- [ B ] CB - x CB
x = [ OH- ] = (kb x CB)1/2
pOH = - log x pH = 14 - pOH
107°
ammoniaca ione ammonio
109,5°
H
+
coppia isolata
36
37
Calcolare il pH e il pOH di una soluzione acquosa di ammoniaca 0,1 mol / L (kb = 1,7 x 10-5)
NH3 + H2O NH4+ + OH-
[ OH- ] = (kb x CB)1/2
[ OH- ] = (1,7 x 10-5 x 10-1)1/2 = 1,3 x 10-3 mol / L
pOH = - log (1,3 x 10-3) = 2,88
pH = 14 - pOH = 11,12
38
2010-2011
Calcolare il pH e il pOH di una soluzione acquosadi propil-ammina 0,5 mol / L (kb = 4,1 x 10-4)
Prop-NH2 + H2O Prop-NH3+ + OH-
[ OH- ] = (kb x CB)1/2 = (4,1 x 10-4 x 0,5)1/2
[ OH- ] = 1,4 x 10-2 mol / L
pOH = 1,86 pH = 12,14
39
1
250 mL di soluzione al 7 % m / m di NH3 sono diluiti
a 5 litri con acqua (densità = 1,1 g / mL)
Calcolare il valore del pH
40
2
250 mL di soluzione al 7 % m / m di NH3 sono diluitia 5 litri con acqua (densità = 1,1 g / mL)
massa soluzione = d x V = 1,1 x 250 = 275 g
massa NH3 = 7 x (275 / 100) = 17,5 g
massa molare NH3 = 17 g / mol
moli NH3 = 17,5 / 17 = 1,03 mol
[ NH3 ] = 1,03 / 5 = 2,1 x 10-1 mol / L
41
3
250 mL di soluzione al 7 % m / m di NH3 sono diluitia 5 litri con acqua (densità = 1,1 g / mL)
[ NH3 ] = 2,1 x 10-1 mol / L
NH3 + H2O NH4+ + OH-
[ OH- ] = (kb x CB)1/2 = (1,7 x 10-5 x 2,1 x 10-1)1/2 = 1,9 x 10-3
pOH = - log (1,9 x 10-3) = 2,72
pH = 14 - pOH = 11,28
42
FORZA e PH
[ HCl ] = 0,1 mol / L pH = 1,00
[ HAc ] = 0,1 mol / L pH = 2,88
[ NaOH ] = 0,1 mol / L pH = 13,00
[ NH3 ] = 0,1 mol / L pH = 11,12
43
NEUTRALIZZAZIONE
tra
ACIDI e BASI
44
1
2010-2011
Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando500 mL di HCl 2,02 mol / L
con 500 mL di NaOH 2,00 mol / L
HCl + NaOH NaCl + H2O (completa!)
45
2
moli HCl = M x V = 2,02 x 0,5 = 1,01 mol
moli NaOH = M x V = 2,00 x 0,5 = 1,00 mol
1,01 mol 1,00 mol
HCl + NaOH NaCl + H2O
0,01 mol ---- 1,00 mol
[ HCl ] finale = moli / V = 0,01 / 1 = 0,01 mol / L
[ H3O+ ] = 10-2 mol / L pH = 2
46
1
2010-2011
Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando500 mL di HCl 1,02 mol / L
con 250 mL di Ca(OH)2 1,00 mol / L
2 HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 H2O (completa!)
47
2
moli HCl = M x V = 1,02 x 0,5 = 0,51 mol
moli Ca(OH)2 = M x V = 1,00 x 0,25 = 0,25 mol
0,51 mol 0,25 mol
2 HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2 H2O
0,01 mol ---- 0,25 mol
[ HCl ] finale = moli / V = 0,01 / 0,75 = 0,013 mol / L
[ H3O+ ] = 0,013 mol / L pH = 1,9
48
1
2009 - 2010
Calcolare il pH di una soluzione preparata mescolando 1.000 mL di acido nitrico 0,98 mol / L
con 1.000 mL di NaOH 1,00 mol / L
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (completa!)
49
2
moli HNO3 = M x V = 0,98 x 1 = 0,98 mol
moli NaOH = M x V = 1,00 x 1 = 1,00 mol
0,98 mol 1,00 mol
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
---- 0,02 0,98 mol
[ NaOH ] finale = moli / V = 0,02 / 2 = 0,01 mol / L
[ OH- ] = 0,01 mol / L
pOH = 2 pH = 12
50
COPPIE
ACIDO-BASE CONIUGATA
COPPIE ACIDO-BASE CONIUGATA
Quando un composto si comporta da acido,
genera la corrispondente base coniugata
Quando un composto si comporta da base,
genera il corrispondente acido coniugato
Da qui il concetto di coppia acido-base coniugata!
51
Esempi di coppie acido-base coniugataacido base
ione idrossonio H3O+ H2O acquaacqua H2O OH- ione ossidrile
acido cloridrico HCl Cl- ione cloruroacido acetico CH3COOH CH3COO- ione acetato
ione ammonio NH4+ NH3 ammoniaca
acido carbonico H2CO3 HCO3- ione bicarbonato
acido fosforico H3PO4 H2PO4- ione di-idrogeno-
fosfato
52
Coppie acido-base coniugataka acido base kb ka x kb
> 102 HCl Cl- < 10-16 10-14
1,7 x 10-1 HIO3 IO3- 5,9 x 10-14 10-14
7,1 x 10-3 H3PO4 H2PO4- 1,4 x 10-12 10-14
1,7 x 10-5 CH3COOH CH3COO- 5,9 x 10-10 10-14
4,4 x 10-7 H2CO3 HCO3- 2,2 x 10-8 10-14
5,8 x 10-10 NH4+ NH3 1,7 x 10-5 10-14
4,2 x 10-13 HPO42- PO4
3- 2,4 x 10-2 10-14
53
COPPIE ACIDO-BASE CONIUGATA
ka x kb = kw = 10-14
log ka + log kb = - 14
- log ka - log kb = 14
pka + pkb = 14
54
Coppie acido-base coniugataACIDO BASE
pka ka nome formula formula nome kb pkb
- > 102 acido per-clorico HClO4 ClO4- ione per-clorato < 10-16 -
- > 102 acido iodidrico HI I- ione ioduro < 10-16 -
- > 102 acido bromidrico HBr Br- ione bromuro < 10-16 -
- > 102 acido cloridrico HCl Cl- ione cloruro < 10-16 -
- > 102 acido solforico H2SO4 HSO4- ione idrogeno-solfato < 10-16 -
- > 102 acido clorico HClO3 ClO3- ione clorato < 10-16 -
- 20 acido nitrico HNO3 NO3- ione nitrato 5 x 10-16 -
0,77 1,7 x 10-1 acido iodico HIO3 IO3- ione iodato 5,9 x 10-14 13,23
1,86 1,4 x 10-2 acido solforoso H2SO3 HSO3- ione idrogeno-solfito 7,2 x 10-13 12,14
1,95 1,1 x 10-2 acido cloroso HClO2 ClO2- ione clorito 8,9 x 10-13 12,05
1,99 1,0 x 10-2 ione idrogeno-solfato HSO4- SO4
2- ione solfato 1,0 x 10-12 12,01
2,15 7,1 x 10-3 acido fosforico H3PO4 H2PO4- ione di-idrogeno-fosfato 1,4 x 10-12 11,85
3,15 7,1 x 10-4 acido nitroso HNO2 NO2- ione nitrito 1,4 x 10-11 10,85
55
Coppie acido-base coniugataACIDO BASE
pka ka nome formula formula nome kb pkb
3,74 1,8 x 10-4 acido formico HCOOH HCOO- ione formiato 5,5 x 10-11 10,26
4,76 1,7 x 10-5 acido acetico CH3COOH CH3COO- ione acetato 5,9 x 10-10 9,24
6,35 4,5 x 10-7 acido carbonico H2CO3 HCO3- ione idrogeno-carbonato 2,2 x 10-8 7,65
7,02 9,5 x 10-8 acido solfidrico H2S HS- ione idrogeno-solfuro 1,0 x 10-7 6,98
7,02 9,5 x 10-8 acido solfidrico H2S HS- ione idrogeno-solfuro 1,0 x 10-7 6,98
7,19 6,5 x 10-8 ione idrogeno-solfito HSO3- SO3
2- ione solfito 1,5 x 10-7 6,81
7,20 6,3 x 10-8 ione di-idrogeno-fosfato H2PO4- HPO4
2- ione idrogeno-fosfato 1,6 x 10-7 6,80
7,53 3,0 x 10-8 acido ipo-cloroso HClO ClO- ione ipo-clorito 3,4 x 10-7 6,47
9,24 5,8 x 10-10 acido borico H3BO3 H2BO3- ione di-idrogeno-borato 1,7 x 10-5 4,76
9,24 5,8 x 10-10 ione ammonio NH4+ NH3 ammoniaca 1,7 x 10-5 4,76
10,33 4,7 x 10-11 ione idrogeno-carbonato
HCO3- CO3
2- ione carbonato 2,1 x 10-4 3,67
12,38 4,2 x 10-13 ione idrogeno-fosfato HPO42- PO4
3- ione fosfato 2,4 x 10-2 1,62
12,89 1,3 x 10-13 ione idrogeno-solfuro HS- S2- ione solfuro 7,8 x 10-2 1,11
56
57
pH di SOLUZIONI
di SALI
58
SALI ACIDI e SALI BASICI
I sali (legame ionico!) possono contenere ioni a carattere acido o basico
Anche i sali possono influenzare il pH!
59
SALE BASICO
CH3COO-Na+ CH3COO- + Na+ (completa!)
CH3COO- ha carattere basico (kb = 5,9 x 10-10)
Na+ non ha carattere acido o basico
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
60
Calcolare il valore del pH e del pOH di una soluzione acquosa di acetato di sodio 0,1 mol /L (kb = 5,9 x 10-10)
CH3COO-Na+ CH3COO- + Na+ (completa!)
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
[ OH- ] = (kb x CB)1/2
[ OH- ] = (5,9 x 10-10 x 10-1)1/2 = 2,4 x 10-5,5 mol / L
pOH = - log (2,4 x 10-5,5) = 5,1
pH = 14 - pOH = 8,9
61
SALE ACIDO
NH4+Cl- NH4
+ + Cl- (completa!)
NH4+ ha carattere acido (ka = 5,8 x 10-10)
Cl- ha carattere basico trascurabile (kb < 10-16)
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
62
Calcolare il valore del pH e del pOH di una soluzione acquosa di cloruro di ammonio 0,1 mol /L (ka = 5,8 x 10-10)
NH4+Cl- NH4
+ + Cl- (completa!)
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
[ H3O+ ] = (ka x CA)1/2
[ H3O+ ] = (5,8 x 10-10 x 10-1)1/2 = 2,4 x 10-5,5 mol / L
pH = - log (2,4 x 10-5,5) = 5,1
pOH = 14 - pOH = 8,9
63
1
SALE ANFOTERO
HCO3-Na+ HCO3
- + Na+ (completa!)
HCO3- ha carattere basico (kb = 2,2 x 10-8)
HCO3- ha carattere acido (ka = 4,7 x 10-11)
Na+ non ha carattere acido o basico!
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
64
2
Calcolare il valore del pH e del pOH di una soluzione acquosa di carbonato acido di sodio 0,1 mol /L
HCO3-Na+ HCO3
- + Na+ (completa!)
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
[ OH- ] = (kb x CB)1/2
[ OH- ] = (2,2 x 10-8 x 10-1)1/2 = 1,5 x 10-4,5 mol / L
pOH = - log (1,5 x 10-4,5) = 4,3
pH = 14 - pOH = 9,7
65
1
2010-2011
Calcolare la molarità e il pH di una soluzione acquosa contenente 4,2 g di NaH2PO4 in 350 mL
(ka = 6,3 x 10-8 kb = 1,4 x 10-12)
66
2
Calcolare la molarità e il pH di una soluzione acquosa contenente 4,2 g di NaH2PO4 in 350 mL
H2PO4-: ka = 6,3 x 10-8 kb = 1,4 x 10-12
massa molare NaH2PO4 = 118 g / mol
moli NaH2PO4 = 4,2 / 118 = 3,6 x 10-2 mol
[ NaH2PO4 ] = moli / V = 3,6 x 10-2 / 0,350 = 0,10 mol / L
67
3
H2PO4-: ka = 6,3 x 10-8 kb = 1,4 x 10-12
[ NaH2PO4 ] = 0,1 mol / L
H2PO4-Na+ H2PO4
- + Na+ (completa!)
H2PO4- + H2O H3O+ + HPO4
2-
[ H3O+ ] = (ka x CA)1/2
[ H3O+ ] = (6,3 x 10-8 x 0,1)1/2 = 2,5 x 10-4,5 mol / L
pH = - log (2,5 x 10-4,5) = 4,1
68
UN SALE PARTICOLARE: NaCl
Na+Cl- Na+ + Cl- (completa!)
Na+ non ha carattere acido o basico!
Cl- ha carattere basico trascurabile (kb < 10-16)
Le soluzioni acquose di NaCl hanno pH = 7!
69
2010-2011
Data la reazione
NH3 + HCl NH4+ + Cl- (completa!)
indicare le due basi di Broensted:
NH3 e HCl NH3 e Cl-
NH4+ e HCl NH4
+ e Cl-
70
1
Calcolare il pH di una soluzione 0,1 mol / L di KH2PO4
H3PO4: ka1 = 7,1 x 10-3 ka2 = 6,3 x 10-8 ka3 = 4,2 x 10-13
H3PO4 + H2O H3O+ + H2PO4
-
ka1 = 7,1 x 10-3
H2PO4- + H2O H3O+ + HPO4
2-
ka2 = 6,3 x 10-8
HPO42- + H2O H3O+ + PO4
3-
ka3 = 4,2 x 10-13
71
2
Calcolare il pH di una soluzione 0,1 mol / L di KH2PO4
H3PO4: ka1 = 7,1 x 10-3 ka2 = 6,3 x 10-8 ka3 = 4,2 x 10-13
KH2PO4 K+ + H2PO4- (completa!)
ka H2PO4- = ka2 H3PO4 = 6,3 x 10-8
kb H2PO4- = 10-14 / ka1 H3PO4 = 10-14 / 7,1 x 10-3 = 1,4 x 10-12
72
3
Calcolare il pH di una soluzione 0,1 mol / L di KH2PO4
H3PO4: ka1 = 7,1 x 10-3 ka2 = 6,3 x 10-8 ka3 = 4,2 x 10-13
H2PO4- + H2O H3O+ + HPO4
2-
[ H3O+ ] = (6,3 x 10-8 x 0,1)1/2 = 2,5 x 10-4,5 mol / L
pH = - log (2,5 x 10-4,5) = 4,1
73
1
Calcolare il pH di una soluzione 0,1 mol / L di KHCO3
H2CO3: ka1 = 4,5 x 10-7 ka2 = 4,7 x 10-11
KHCO3 K+ + HCO3- (completa!)
ka HCO3- = ka2 H2CO3 = 4,7 x 10-11
kb HCO3- = 10-14 / ka1 H2CO3 = 4,5 x 10-7 = 2,2 x 10-8
74
2
Calcolare il pH di una soluzione 0,1 mol / L di KHCO3
H2CO3: ka1 = 4,5 x 10-7 ka2 = 4,7 x 10-11
HCO3- + H2O H2CO3 + OH-
[ OH- ] = (2,2 x 10-8 x 0,1)1/2 = 1,5 x 10-4,5 mol / L
pOH = 4,3 pH = 9,7
75
1
Calcolare il pH di una soluzione acquosa di 2,65 g di carbonato di sodio in 250 mL
H2CO3: ka1 = 4,5 x 10-7 ka2 = 4,7 x 10-11
Na2CO3 2 Na+ + CO32- (completa!)
Na+ non ha carattere acido o basico!
CO32- ha carattere basico
kb CO32- = 10-14 / ka2 H2CO3 = 10-14 / 4,7 x 10-11 = 2,1 x 10-4
76
2
Calcolare il pH di una soluzione acquosa di 2,65 g di carbonato di sodio in 250 mL
H2CO3: ka1 = 4,5 x 10-7 ka2 = 4,7 x 10-11
CO32- + H2O HCO3
- + OH-
massa molare Na2CO3 = 106 g / mol
moli Na2CO3 = 2,65 / 106 = 0,025 mol
molarità = mol / V = 0,025 / (250 x 10-3) = 0,1 mol /L
77
3
Calcolare il pH di una soluzione acquosa di 2,65 g di carbonato di sodio in 250 mL
H2CO3: ka1 = 4,5 x 10-7 ka2 = 4,7 x 10-11
CO32- + H2O HCO3
- + OH-
[ OH- ] = (2,1 x 10-4 x 0,1)1/2 = 1,5 x 10-2,5 mol / L
pOH = - log (1,5 x 10-2,5) = 2,3
pH = 14 - pOH = 11,7
78
1
ACIDO DEBOLE + BASE FORTE
Calcolare il pH di una soluzione preparata neutralizzando 800 mL di acido nitroso 0,95 mol / L (ka = 7,1 x 10-4)
con 400 mL di KOH 1,90 mol / L
HNO2 + KOH KNO2 + H2O (completa!)
79
2
moli HNO2 = M x V = 0,95 x 0,8 = 0,76 mol
moli KOH = M x V = 1,90 x 0,4 = = 0,76 mol
0,76 mol 0,76 mol
HNO2 + KOH KNO2 + H2O
---- ---- 0,76 mol
[ KNO2 ] finale = moli / V = 0,76 / 1,2 = 0,63 mol / L
NO2-: base debole kb = 10-14 / 7,1 x 10-4 = 1,4 x 10-11
80
3
molarità KNO2 = molarità NO2- = 0,63 mol / L
kb NO2- = 1,4 x 10-11
NO2- + H2O HNO2 + OH-
[ OH- ] = (kb x CB)1/2 = (1,4 x 10-11 x 0,63)1/2
[ OH- ] = 0,30 x 10-5 mol / L
pOH = 5,52 pH = 8,48
81
1
ACIDO FORTE + BASE DEBOLE
Calcolare il pH di una soluzione preparata neutralizzando 450 mL di acido perclorico 1,15 mol / L
con 250 mL di ammoniaca 2,08 mol / L (kb = 1,7 x 10-5)
HClO4 + NH3 NH4ClO4 + H2O (completa!)
82
2
moli HClO4 = M x V =1,15 x 0,45 = 0,52 mol
moli NH3 = M x V =2,08 x 0,25 = = 0,52 mol
0,52 mol 0,52 mol
HClO4 + NH3 NH4ClO4 + H2
---- ---- 0,52 mol
[ NH4ClO4 ] = moli / V = 0,52 / 0,7 = 0,74 mol / L
NH4+: acido debole ka = 10-14 / 1,7 x 10-5 = 5,9 x 10-10
83
3
molarità NH4ClO4 = molarità NH4+ = 0,74 mol / L
ka NH4+ = 5,9 x 10-10
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
[ H3O+ ] = (ka x CA)1/2 = (5,9 x 10-10 x 0,74)1/2
[ H3O+ ] = 2,09 x 10-5 mol / L
pH = 4,68
84
FINE !
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