esercizio pH

calcolare il pH di una soluzione avente un volume di 250 ml in cui sono state disciolte 0,016 moli di NH3 e 0,016 moli di HCl.

Svolgimento:

ricavo la Kb=1,7 x 10^-5

[OH-]=rad(Kb x Cb)=rad(1,7 x10^-5 x 0,064)=1,04 x 10^-3

[]=n/V -->0,016/0,250=0,064 M

n(OH-)=[] x V=1,04 X 10^-3 X 0,250=0,00026 moli

costruendo la tabella ottengo che il numero di moli di H+=0,0157

[]=n/V=0,0157/0,250=0,0628M

pH=-log[0,0628]=1,20

Per cortesia, non aprire tante discussioni con lo stesso titolo, ma aggiungi il nuovo esercizio ad una discussione già aperta.

La risoluzione è sbagliata perché la base debole NH3 reagisce in modo completo con l'acido forte HCl e, essendo i due reagenti in quantità stechiometrica, a fine reazione nei 250 mL di soluzione hai solo l'acido debole coniugato NH4+.

Riprova.

ok, seguirò il consiglio.

NH3+H2O=NH4++OH-

NH3+H++OH-=NH4++OH-

NH3+H(+)=NH4

nello svolgimento non capisco:

perché viene considerato NH4+ in acqua?

una volta considerata Ka=x^2/(0,064-x)

non riesco a capire come devo proseguire..

[H+]=rad(ka x Ca)

per Ca chi considero? 0,064NH4+?

Grazie!

L'NH3 è una base debole che reagisce con l'acqua (che si comporta da acido) liberando in soluzione ioni NH4+ (che è l'acido debole coniugato dell'NH3) e ioni OH- secondo il seguente equilibrio (doppia freccia <-->:

NH3 + H2O <--> NH4+ + OH-

Se tu avessi solo 0,016 mol di NH3 in 250 mL di soluzione il pH della soluzione sarebbe:

[NH3]i = 0,016 mol / 0,250 L = 0,064 mol/L

[OH-]f = radq (Kb · Cb) = radq (1,7·10^-5 · 0,064) = 1,04·10^-3 mol/L

pOH = 2,98

pH = 11,02

Quindi, come è logico che sia, il pH della soluzione acquosa di base debole (NH3) è maggiore di 7.

Se tu avessi solo 0,016 mol di HCl in 250 mL di soluzione il pH della soluzione sarebbe:

[HCl]i = 0,016 mol / 0,250 L = 0,064 mol/L

L'HCl è un acido forte completamente dissociato in acqua, quindi libera una uguale [H+] in acqua.

pH = -log 0,064 = 1,19

Mescolando insieme l'NH3 e l'HCl avviene la seguente reazione completa (freccia singola -->:

NH3(aq) + H+(aq) --> NH4+(aq)

Come ti ho mostrato nella risposta precedente nella prima tabella delle moli, a fine reazione l'NH3 e l'H+ dell'HCl si azzerano e si forma un ugual numero di moli di NH4+. Il pedice (aq) significa che sei in soluzione acquosa.

L'NH4+ è l'acido coniugato alla base debole NH3 che reagisce con il solvente acqua (che questa volta si comporta da base) secondo la seguente reazione di equilibrio:

NH4+(aq) + H2O(l) <--> NH3(aq) + H3O+(aq)

acido1.........base1..........base2........acido2

Ka = 10^-14 / 1,7·10^-5 = 5,88·10^-10 = x^2 / 0,064 - x

Ca NH4+ = 0,064 mol/L

x = [NH3]f = [H3O+]f

Questa concentrazione può essere trascurata al denominatore perché <<< 0,064, quindi risolvendo, si ha:

x = [H3O+]f = radq (5,88·10^-10 · 0,064) = 6,14·10^-6 mol/L

pH = 5,21

Quindi, come è logico che sia, il pH di una soluzione acquosa di un acido debole (NH4+) è minore di 7 e molto maggiore di quello di un acido forte (HCl) di pari concentrazione.

Spero tu abbia studiato la teoria prima di affrontare gli esercizi.