Potere tamponante

Myttex Forum ha chiuso definitivamente. Non è più possibile inviare messaggi, ma il contenuto è ancora consultabile in questo archivio.

Giuls

2018-08-24 10:03

Salve a tutti. Sono nuova in questo forum e sono una studentessa alle prese con il primo esame di Chimica Analitica. Vorrei chiedervi il favore di darmi una mano a risolvere questo dubbio.

Nel mio corso, è parte del programma di teoria, quindi ho deciso di postarlo qua.

Vorrei sapere come posso trovare il valore del potere tamponante dell'acido acetico 0,1 M a pH=pKa, per poter costruire un grafico.

Conosco la formula Beta= -dCa/dpH, ma non sono in grado di eseguire il calcolo non conoscendo la matematica a sufficienza. Infatti ho tralasciato l'esame di matematica, per adesso, e non provengo da una scuola scientifica.

Ringrazio in anticipo tutti quelli che mi risponderanno

LuiCap

2018-08-24 13:05

Prima però di qualsiasi formula, calcolo, grafico e qualsiasi altro artificio matematico per spiegare i fenomeni viene la definizione "a parole" di cos'è il potere tamponante.

Prova a scriverla. ;-)

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Giuls

Giuls

2018-08-24 14:03

LuiCap ha scritto:

Prima però di qualsiasi formula, calcolo, grafico e qualsiasi altro artificio matematico per spiegare i fenomeni viene la definizione "a parole" di cos'è il potere tamponante.

Prova a scriverla. ;-)

Il potere tamponante è la resistenza alla variazione di pH in seguito ad un'aggiunta di base forte o acido forte alla soluzione tampone in questione.

LuiCap

2018-08-24 14:42

Quando [CH3COOH] = [CH3COO-] si ha Ca/Cb = 1, perciò pH = pKa.

In questo punto il potere tamponante è il massimo possibile e dipende solo dal rapporto Ca/Cb e dalla somma Ca + Cb.

Quale grafico vuoi costruire? Quale grandezza ci deve essere in ascissa e quale in ordinata?

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Rosa

Giuls

2018-08-24 15:04

LuiCap ha scritto:

Quando [CH3COOH] = [CH3COO-] si ha Ca/Cb = 1, perciò pH = pKa.

In questo punto il potere tamponante è il massimo possibile e dipende solo dal rapporto Ca/Cb e dalla somma Ca + Cb.

Quale grafico vuoi costruire? Quale grandezza ci deve essere in ascissa e quale in ordinata?

Vorrei costruire un grafico con il valore del potere tamponante sulle ordinate e il pH sulle ascisse

LuiCap

2018-08-24 17:09

Per costruire un grafico devi avere a disposizione una serie di valori di potere tamponante e una serie di valori di pH.

Facciamo un passo alla volta e costruiamo la colonna delle x.

Avendo a disposizione un acido debole monoprotico HA con pKa = 4,75 calcola il pH di:

- 1 L di solo HA 0,1 M

- dopo l'aggiunta di 10 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 20 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 30 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 40 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 50 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 60 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 70 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 80 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 90 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 100 mL di NaOH 1 M

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Rosa, Giuls

Rosa

2018-08-24 17:21

http://www.myttex.net/forum/Thread-titolazione-acido-forte-base-forte

Scusate l'intromissione la Prof mi ha spiegato molti argomenti correlati a questo e ha allegato sul potere tamponante due pagine nella discussione del link, magari può essere pertinente e utile anche in questo post.


Gli allegati della risposta 7 della Prof sono molto chiari e utili non so se possono servire anche alla ragazza che ha aperto questa discussione

I seguenti utenti ringraziano Rosa per questo messaggio: Giuls

Giuls

2018-08-24 17:44

LuiCap ha scritto:

Per costruire un grafico devi avere a disposizione una serie di valori di potere tamponante e una serie di valori di pH.

Facciamo un passo alla volta e costruiamo la colonna delle x.

Avendo a disposizione un acido debole monoprotico HA con pKa = 4,75 calcola il pH di:

- 1 L di solo HA 0,1 M

- dopo l'aggiunta di 10 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 20 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 30 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 40 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 50 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 60 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 70 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 80 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 90 mL di NaOH 1 M

- dopo l'aggiunta di 100 mL di NaOH 1 M

3.75

4.05

4.23

4.35

4.45

4.53

4.59

4.65

4.70

4.75

Ho ottenuto questi risultati servendomi dell'equazione di Henderson-Hasselbach, dopo aver calcolato le moli di NaOH e di HA

LuiCap

2018-08-24 18:25

Eh no, questi non sono i pH che ti ho chiesto di calcolare. :-(

capacità tamponante_1.jpg
capacità tamponante_1.jpg

Rosa, il grafico che Giuls deve costruire è esattamente quello riportato nella Figura 11.4 (b) allegato alla mia risposta della discussione che hai correttamente citato.

Lei però non ha chiesto di commentarlo, ma di costruirlo!!! Ovvero deve imparare a calcolare il potere tamponante beta.

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Rosa, Giuls

Rosa

2018-08-24 18:52

Pensavo potessero essere utili visto che sto provando a studiarli pure io(allora magari approfitto di questo post per imparare anche io a costruirlo)


mi corregga per favore perché io dico un sacco di stupidaggini, per costruirlo calcolerei i pH da mettere al posto della x, sull'asse y per ogni punto calcolo B con la formula o no?!

Giuls

2018-08-24 18:58

LuiCap ha scritto:

Eh no, questi non sono i pH che ti ho chiesto di calcolare. :-(

Rosa, il grafico che Giuls deve costruire è esattamente quello riportato nella Figura 11.4 (b) allegato alla mia risposta della discussione che hai correttamente citato.

Lei però non ha chiesto di commentarlo, ma di costruirlo!!! Ovvero deve imparare a calcolare il potere tamponante beta.

Ho capito: ho sbagliato perché ho dimenticato di sottrarre le moli di base alle moli di acido per ottenere al numeratore il numero di moli di acido non dissociato, giusto?

LuiCap

2018-08-24 19:11

Non solo!!!

Le due soluzioni estreme non sono delle soluzioni tampone.

Hai calcolato il pH fino all'aggiunta di 50 mL di NaOH 1 M.

Rifai i calcoli (o falli fare ad un computer per mezzo di un foglio di calcolo tipo Excel ;-) e poi posta tutti i pH che ti ho chiesto.

Rosa, giusto, calcoli i pH e, spero, tu lo sappia fare, ma sai come calcolare il potere tamponante beta???

Se sì, spiegalo tu a Giuls. ;-)

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Giuls, Rosa

Giuls

2018-08-24 20:10

Non riesco ad allegare il foglio su cui ho fatto gli esercizi e non posso usare Excel perché ho il computer rotto...

Però ho rifatto tutti i calcoli con più attenzione rispetto a prima è ora ho risultati diversi...

Intanto scrivo qua i risultati:

2.88

3.80

4.15

4.38

4.57

4.75

4.92

5.12

5.35

5.70

8.8

Per ottenere il primo risultato ho calcolato [H+] uguale alla radice quadrata di KaCa dove Ka=1.8×10^-5 e Ca=0.1 M

Per ottenere l'ultimo risultato ho calcolato [OH-] uguale alla radice quadrata di KbCb dove Kb=5.55×10^-10 e Cb=0.1 M

Per ottenere gli altri risultati ho usato questa formula:

pH =pKa-Log (moli di acido non dissociato / moli di sale che si forma)

Dove le moli di sale che si forma sono uguali a quelle di base aggiunta mentre quelle di acido non dissociato sono uguali a quelle dell'acido della soluzione iniziale meno quelle di base aggiunta.

Spero tanto che questa volta vada un po' meglio

LuiCap

2018-08-24 21:10

Va molto meglio!!!

4,93 al posto di 4,92 e 8,88 al posto di 8,8.

Ora calcola la differenza della concentrazione di A- fra due misure successive: puoi facilmente constatare che è sempre di 0,01 mol/L. Questi sono i valori di dCb.

Ora calcola la differenza del pH fra due misure successive. Questi sono i valori di dpH.

Adesso puoi calcolare il potere tamponante beta facendo i rapporto fra i valori di dCb e i valori di dpH. In matematica questa è la derivata prima.

Infine con i valori di pH in ascisse e di beta in ordinate puoi costruire il grafico sul piano cartesiano.

Postalo dopo che lo hai costruito e prova a scrivere che conclusioni puoi trarre dalla rappresentazione grafica.

Con un foglio di calcolo si farebbe in un attimo!!!

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Giuls, Rosa

Rosa

2018-08-24 21:20

LuiCap ha scritto:

Non solo!!!

Le due soluzioni estreme non sono delle soluzioni tampone.

Hai calcolato il pH fino all'aggiunta di 50 mL di NaOH 1 M.

Rifai i calcoli (o falli fare ad un computer per mezzo di un foglio di calcolo tipo Excel ;-) e poi posta tutti i pH che ti ho chiesto.

Rosa, giusto, calcoli i pH e, spero, tu lo sappia fare, ma sai come calcolare il potere tamponante beta

Per carità non ho la presunzione di volerlo spiegare ci mancherebbe poi Lei sa benissimo che io ho bisogno di chi spiega a me però io per calcolare Beta avevo provato così

QCRefTU0MhbN8FeVMbdU4fgF.jpg
QCRefTU0MhbN8FeVMbdU4fgF.jpg
Yy2yM8bBY9Ye9SEE5SrDT8Ye.jpg
Yy2yM8bBY9Ye9SEE5SrDT8Ye.jpg

Giuls

2018-08-24 21:36

LuiCap ha scritto:

Va molto meglio!!!

4,93 al posto di 4,92 e 8,88 al posto di 8,8.

Ora calcola la differenza della concentrazione di A- fra due misure successive: puoi facilmente constatare che è sempre di 0,01 mol/L. Questi sono i valori di dCb.

Ora calcola la differenza del pH fra due misure successive. Questi sono i valori di dpH.

Adesso puoi calcolare il potere tamponante beta facendo i rapporto fra i valori di dCb e i valori di dpH. In matematica questa è la derivata prima.

Infine con i valori di pH in ascisse e di beta in ordinate puoi costruire il grafico sul piano cartesiano.

Postalo dopo che lo hai costruito e prova a scrivere che conclusioni puoi trarre dalla rappresentazione grafica.

Con un foglio di calcolo si farebbe in un attimo!!!

Purtroppo il cellulare non carica la foto...

Comunque ho ottenuto un punto di massimo in corrispondenza di beta=0.055 e pH=4.75.

Beta risulta in questo modo dal seguente calcolo:

0.01/0.18 dove appunto dCb=0.01 e dpH=0.18

Ho trovato dpH sottraendo a 4.75 il valore precedente ad esso. In questo modo ho calcolato anche i restanti beta

LuiCap

2018-08-25 12:31

Giuls, i calcoli sono corretti; nell'allegato vedi i valori corretti senza arrotondare i risultati intermedi.

Rosa, certo che la formula che hai scritto per calcolare beta è corretta perché non è approssimata e tiene conto anche del potere tamponante dell'acqua.

I grafici che allego dimostrano che i valori di beta per pH = pKa calcolati con i due metodi sono sostanzialmente identici. ;-)

capacità tamponante_2.jpg
capacità tamponante_2.jpg
capacità tamponante_3.jpg
capacità tamponante_3.jpg

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: Giuls, Rosa

Giuls

2018-08-25 12:48

Grazie mille prof!!! Mi è stata davvero d'aiuto!!