mescolamento di acidi pH

Buongiorno perché in questo esercizio gli H+ provenienti dall'acido forte non sono trascurati e invece sono trascurati quelli dell'acido debole? Io avevo studiato che gli H+ di un acido forte mescolato con un acido debole non li posso trascurare quando l'acido forte è in eccesso e in tal caso non ho un eccesso di H+, allora il pH perché si calcola con -log0.05?

La traccia è:

Calcola il pH di una soluzione contenente CH3COOH 0.35 moli/L e 0.35 moli/L di CH3COONa per aggiunta di 0.4 moli/L di HCl

Io avevo studiato che gli H+ di un acido forte mescolato con un acido debole non li posso trascurare quando l'acido forte è in eccesso e in tal caso non ho un eccesso di H+.

NO.

Quando si ha una soluzione formata da acido debole + acido forte l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole, per il principio di Le Châtelier, retrocede per la presenza iniziale degli ioni H+ dell'acido forte. Il risultato è che la concentrazione degli H+ provenienti dall'acido debole si possono trascurare rispetto a quelli provenienti dall'acido forte; in altre parole il pH è determinato solo dall'acido forte.

Per dimostrare questa affermazione basta fare i calcoli:

Quand'è che non si possono più trascurare gli H+ provenienti dall'acido debole???

Quando la sua Ka è maggiore a circa 10^-3.

Allora perché questi appunti dicono "acido forte in difetto" non ci capisco nulla

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Il motivo per cui non li trascuro in questi appunti è solo legato alla ka e non al fatto che sia in difetto l'acido forte? Allora che lo specificano a fare acido forte in difetto?

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Le testuali parole della docente in merito a questo esercizio (registrate): "la concentrazione dell'acido debole è tale che essendo decisamente maggiore di quella dell'acido forte,la quota che comunque di lui si dissocia come H+ è notevole, quindi Non va trascurata per cui mi devo determinare questa quota x dalla costante di dissociazione ..." scusi ma io l'ho sbobinata e risbobinata e dice questo quindi avevo pensato che il fatto di non trascurare gli H+ dell'acido debole dipendesse anche da questa precisazione della Prof e non solo da ka>10^-3. Le chiedo scusa mi sa tradurre il significato della spiegazione della prof?

La tua docente ha solo usato un eccesso di zelo nello specificare "acido forte in difetto" per farvi comprendere che gli H+ derivanti dall'acido debole si possono trascurare solo quando Ka acido debole è > 10^-3.

La frase detta a lezione dalla tua prof. è correttissima ed è identica a quella che ho usato io nella mia precedente risposta.

Spetta agli studenti durante lo studio dimostrare quali casi sono possibili e trarre le generalizzazioni del caso.

Visto che tu non l'hai fatto, l'ho fatto io sperando che tu possa imparare a farlo in altri casi.

Tieni inoltre presente che se le concentrazioni di entrambi gli acidi sono ≤ 10^-6 M per il calcolo del pH bisogna considerare anche gli H+ derivanti dall'acqua.

Prova a scrivere ti la conclusione generale che si può trarre dai vari casi che ti ho prospettato.

Grazie Prof.ssa ma perché non capisco i sinonimi non mi accorgo che è la stessa cosa che disastro! Ci proverò

Dai vari casi che ha prospettato si deduce che si trascura una quantità di ioni H+ sempre relativamente a quanto non sono significativi nell'equilibrio, prevalentemente in base alla ka ma non solo: se un acido debole ha una ka maggiore di 10^-3 allora significa che è abbastanza dissociato rispetto agli acidi deboli, in soluzione i suoi H+ hanno un ruolo che non posso trascurare. Tuttavia, la ka non è l'unico fattore da considerare: quando valuto se trascurare o meno una quantità di H+ devo capire quanto siano notevoli, significativi, importanti in quell'equilibrio acido-base, in relazione al principio di Le Chatelier: per cui se nel mescolamento ho una quantità notevole di acido forte, quindi una concentrazione grande rispetto alla concentrazione di acido debole, il fatto che la ka sia maggiore o minore di 10^-3 non è “importante” se confrontato con l’eccesso di H+ che dominano l’equilibrio; la quantità di H+ dell’acido debole è trascurabile ai fini del calcolo della somma totale di H+, “comandano” gli H+ dell’acido forte. L’equilibrio penso sia spostato prevalentemente verso destra . Comunque sicuramente posso trascurare gli H+ provenienti dall’acido debole quando la ka è minore di 10 ^-3 perché l’acido è dissociato pochissimo. Se è maggiore mi devo ricordare di valutare la concentrazione di acido forte, nel caso di soluzioni di acido forte e acido debole.

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Quindi di fronte a questi mescolamenti ho pensato di pormi queste domande, es. acido debole+ acido forte: -l'acido debole ha una ka minore di 10 alla meno tre? Se sì trascuro gli H+ dell'acido debole se la risposta è no passo alla domanda successiva; -La concentrazione di acido forte è maggiore della concentrazione di acido debole? Sì : allora pure se la ka è maggiore di 10 alla meno 3 posso trascurare gli H+ dell'acido debole; altrimenti occorre considerarli; se le due concentrazioni sono uguali è la ka dell'acido debole a comandare, in base a lei trascuro o no gli H+. - la concentrazione dell'acido forte è molto diluita, ovvero è minore di 10^-6? (questo fattore a lezione e sul libro lo consideravamo solo con gli acidi forti ma non deboli, perché?) se sì usare la formula quadratica per trovare gli H+ (OH- per le basi) perchè non posso trascurare gli H+ provenienti da H2O. Magari se può mi corregga, La ringrazio

La prendo per buona questa specie di "conclusione"?

Dai vari casi che ha prospettato si deduce che si trascura una quantità di ioni H+ sempre relativamente a quanto non sono significativi nell'equilibrio, prevalentemente in base alla ka ma non solo: se un acido debole ha una ka maggiore di 10^-3 allora significa che è abbastanza dissociato rispetto agli acidi deboli, in soluzione i suoi H+ hanno un ruolo che non posso trascurare. Tuttavia, la ka non è l'unico fattore da considerare: quando valuto se trascurare o meno una quantità di H+ devo capire quanto siano notevoli, significativi, importanti in quell'equilibrio acido-base, in relazione al principio di Le Chatelier: per cui se nel mescolamento ho una quantità notevole di acido forte, quindi una concentrazione grande rispetto alla concentrazione di acido debole, il fatto che la ka sia maggiore o minore di 10^-3 non è “importante” se confrontato con l’eccesso di H+ che dominano l’equilibrio; la quantità di H+ dell’acido debole è trascurabile ai fini del calcolo della somma totale di H+, “comandano” gli H+ dell’acido forte. L’equilibrio penso sia spostato prevalentemente verso destra . Comunque sicuramente posso trascurare gli H+ provenienti dall’acido debole quando la ka è minore di 10^-3 perché l’acido è dissociato pochissimo. Se è maggiore mi devo ricordare di valutare la concentrazione di acido forte, nel caso di soluzioni di acido forte e acido debole.

La frase in rosso va modificata con: A parità di concentrazione di acido debole, l'equilibrio di dissociazione dell'acido debole è tanto più spostato verso sinistra quanto più elevata è la concentrazione dell'acido forte e quanto più bassa è la Ka dell'acido debole.

Quindi di fronte a questi mescolamenti ho pensato di pormi queste domande, es. acido debole+ acido forte:

- l'acido debole ha una ka minore di 10 alla meno tre? Se sì trascuro gli H+ dell'acido debole se la risposta è no passo alla domanda successiva;

- La concentrazione di acido forte è maggiore della concentrazione di acido debole? Sì : allora pure se la ka è maggiore di 10 alla meno 3 posso trascurare gli H+ dell'acido debole; altrimenti occorre considerarli; se le due concentrazioni sono uguali è la ka dell'acido debole a comandare, in base a lei trascuro o no gli H+.

- la concentrazione dell'acido forte è molto diluita, ovvero è minore di 10^-6? (questo fattore a lezione e sul libro lo consideravamo solo con gli acidi forti ma non deboli, perché?)

se sì usare la formula quadratica per trovare gli H+ (OH- per le basi) perchè non posso trascurare gli H+ provenienti da H2O.

Io riassumerei le conclusioni così:

Però bisogna stare attenti perché le variabili in gioco sono 3, la Ka e le concentrazioni dei due acidi. Se poi le concentrazioni sono minori di 10^-6 M bisogna inserire anche l'equilibrio dell'acqua e risolvere l'esercizio attraverso i bilanci di carica e di massa.

Io nel caso di una soluzione di acido debole + base forte risolvo sempre l'equazione di secondo grado e solo così capisco se la [H+] proveniente dall'acido debole è trascurabile o meno.

Di seguito trovi degli esempi di calcolo fatti in questo modo:

come ringraziarLa