Calcolo del pH (chimica)

[francesco_espo]

Ragazzi mi sapete dare una mano nello svolgere questo esercizio?

Calcolare il pH che si ottiene aggiungendo 5,08 grammi di Mg(ClO)2 in 250 ml di una soluzione
di acido cloridrico 1,50x10^-1 M.
[PF (Mg(ClO)2) = 127,21 g/mol; Ka (HClO) = 3,20*10^-8]

[laplace]

se me lo avessi chiesto nel 1999 ti avrei saputo rispondere al 100%.
forse questo dimostra che studiare non serve a nulla o quasi

[Liam & Me]

Vado di corsa, se ce la faccio mi collego tra un'oretta.

Nel frattempo prova a mettere giu' qualche formula, tu come la faresti?

[francesco_espo]

se me lo avessi chiesto nel 1999 ti avrei saputo rispondere al 100%.
forse questo dimostra che studiare non serve a nulla o quasi

ahahah sei entrato in un settore lavorativo in cui non è richiesta una formazione mentale di quel tipo, il cervello ha potuto sbarazzarsene

---------- Post added at 22:08:13 ---------- Previous post was at 21:40:10 ----------

Vado di corsa, se ce la faccio mi collego tra un'oretta.

Nel frattempo prova a mettere giu' qualche formula, tu come la faresti?

Ciao Liam e grazie mille! Guarda da quello che sono riuscito a capire di questo tipo di esercizio del calcolo del pH bisogna prima mostrare la reazione di dissociazione, poi arrivare a quella tabella in cui vengono introdotte le concentrazioni input e reagenti per poi mostrare la condizione di equilibrio e con le molarità trovate andare alla ricerca del Ph (quest'ultima parte mi sarebbe abbastanza facile, è il restante in cui, purtroppo, ho molta confusione ).

Gran parte dell'incomprensione è attribuibile all'utilità della tabella, il suo scopo preciso qual'è?

[Liam & Me]

Ciao Liam e grazie mille! Guarda da quello che sono riuscito a capire di questo tipo di esercizio del calcolo del pH bisogna prima mostrare la reazione di dissociazione, poi arrivare a quella tabella in cui vengono introdotte le concentrazioni input e reagenti per poi mostrare la condizione di equilibrio e con le molarità trovate andare alla ricerca del Ph (quest'ultima parte mi sarebbe abbastanza facile, è il restante in cui, purtroppo, ho molta confusione ).

tabella?

Io te lo direi anche subito come si fa, ma poi tu non impari niente. In realta' e' molto semplice si tratta di applicare una sola formula, proviamo a mettere giu' qualcosa passo per passo?

---------- Post added at 21:13:50 ---------- Previous post was at 21:11:47 ----------

Se mi odi, avresti le tue buone ragioni eh

---------- Post added at 21:14:30 ---------- Previous post was at 21:13:50 ----------

Io comincerei dalla formula

[francesco_espo]

ahahah no macchè odiare! Anzi credo sia più costruttivo arrivarci così se hai la pazienza di seguire le mie ignoranze! Allora la prima cosa è la reazione che direi possa avere questa forma:

Mg(ClO)2 + HClO <---> MgCl2O2^+ + OH^-

errato?

---------- Post added at 23:24:10 ---------- Previous post was at 23:20:48 ----------

Per tabella intendo quella dove si inseriscono le x e le -x per poi approdare all'equilibrio. Una cosa del genere (esempio sconnesso):

-----Mg(ClO)2 + HClO <---> MgCl2O2^+ + OH^-

In ------x---------/---------------x------------x
Re-----(-x)-------/---------------x------------x
Eq....

[Liam & Me]

ahahah no macchè odiare! Anzi credo sia più costruttivo arrivarci così se hai la pazienza di seguire le mie ignoranze! Allora la prima cosa è la reazione che direi possa avere questa forma:

Mg(ClO)2 + HClO <---> MgCl2O2^+ + OH^-

errato?

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Per tabella intendo quella dove si inseriscono le x e le -x per poi approdare all'equilibrio. Una cosa del genere (esempio sconnesso):

-----Mg(ClO)2 + HClO <---> MgCl2O2^+ + OH^-

In ------x---------/---------------x------------x
Re-----(-x)-------/---------------x------------x
Eq....

partiamo dall'inizio.

abbiamo in giro acidi, basi, ci chiede di calcolare un pH, vuol dire che abbiamo davanti una reazione di tipo acido-base.

Questi esercizi sono quasi sempre acido forte (usato spesso come titolante) + base debole o viceversa.

Partiamo con due domande:
1) Chi e' l'acido (o base, lo devi stabilire tu) forte qui e chi e' quello debole?
2) Quanto ne abbiamo di questi due composti? (ovvero, quali sono le concentrazioni molari di questi due componenti?)

[francesco_espo]

partiamo dall'inizio.

abbiamo in giro acidi, basi, ci chiede di calcolare un pH, vuol dire che abbiamo davanti una reazione di tipo acido-base.

Questi esercizi sono quasi sempre acido forte (usato spesso come titolante) + base debole o viceversa.

Partiamo con due domande:
1) Chi e' l'acido (o base, lo devi stabilire tu) forte qui e chi e' quello debole?
2) Quanto ne abbiamo di questi due composti? (ovvero, quali sono le concentrazioni molari di questi due componenti?)

Bene. Per capire chi è l'acido (o la base) forte e chi quello debole bisogna sapere il pH e il pOH dei composti, giusto? Quindi prima di tutto bisogna sapere la loro concentrazione di [H3O+] (a proposito, è più giusto scrivere H3O+ o H+? Su alcuni testi ho trovato scritto in un modo e su altri nell'altro) e [OH-], che corrispondono alla loro molarità (che è moli/L). In questo caso abbiamo la Molarità dell'acido cloridrico che corrisponde a 1.50x10^-1, per ricavare il pH utilizzo la formula -log[H3O+] che mi indica che il pH è 0.82, quindi estremamente acido, quindi acido forte, giusto? Quindi l'altro sarà la base debole per logica. Ora per trovare invece la concentrazione di OH- devo sfruttare la formula [OH-]=Kw/[H3O+]? Se si, corrisponderebbe a 10^-14/1.50x10^-1 che è uguale a 6.6x10^-16? Se il risultato è questo, il pOH sarebbe 15,18, ma deve essere sbagliato perchè il limite è 14

[Liam & Me]

Bene. Per capire chi è l'acido (o la base) forte e chi quello debole bisogna sapere il pH e il pOH dei composti, giusto? Quindi prima di tutto bisogna sapere la loro concentrazione di [H3O+] (a proposito, è più giusto scrivere H3O+ o H+? Su alcuni testi ho trovato scritto in un modo e su altri nell'altro) e [OH-], che corrispondono alla loro molarità (che è moli/L). In questo caso abbiamo la Molarità dell'acido cloridrico che corrisponde a 1.50x10^-1, per ricavare il pH utilizzo la formula -log[H3O+] che mi indica che il pH è 0.82, quindi estremamente acido, quindi acido forte, giusto? Quindi l'altro sarà la base debole per logica. Ora per trovare invece la concentrazione di OH- devo sfruttare la formula [OH-]=Kw/[H3O+]? Se si, corrisponderebbe a 10^-14/1.50x10^-1 che è uguale a 6.6x10^-16? Se il risultato è questo, il pOH sarebbe 15,18, ma deve essere sbagliato perchè il limite è 14

Ricominciamo da capo. Semplifico molte cose anche troppo, al limite ci possiamo tornare dopo.

Gli acidi o basi forti in questi esercizi non sono poi tanti, quindi si assume che si sappia quali sono. In realta' ce ne sono parecchi, ma i piu' comuni, quelli che troverai in questi esercizi, sono:
Acidi forti: HCl (acido cloridrico), HNO3 (acido nitrico), H2SO4 (acido solforico)
Basi forti: NaOH, KOH ecc..

"Forti" vuol dire che quando li metti in acqua si dissociano completamente, ovvero HA ---> H+ + A- , (nota che non c'e' la freccia nel verso opposto, non sono reazioni reversibili)
HCl 10^-1 M ti danno direttamente pH 1. Per questi non ti devi preoccupare di Ka (o Kb per le basi).

"Deboli" vuol dire che se li metti in acqua dissociano, ma non del tutto, in ogni momento avrai contemporaneamente sia il tuo acido (o base) che la loro forma dissociata.
L'equazione, qui per un acido, e' HA <---> H+ + A-. come vedi qui c'e' la freccia anche nel verso opposto,** e' una reazione reversibile. Quindi ogni istante in soluzione avrai sia la forma associata (HA) che quella dissociata (H+ e A-).
Le concentrazioni delle due forme sono legate tra loro dalla relazione Ka=([A-] [H+]) / [HA]

Domanda 1: e' tutto chiaro fin qui?
Domanda 2: chi e' nel tuo esercizio la base debole e qual e' la sua concentrazione?





** nota che la forma corretta e' quella con due frecce, con versi opposti, una sopra l'altra. La freccia con due punte come ho scritto qui indica forme di risonanza, che sono un'altra cosa. Chiaramente con una tastiera di un PC si fa quello che si puo'.

[thetongue]

ma e' estate per dinci, risolvigli il quesito e fallo andare a mare col panino mozzarella e crudo

[Liam & Me]

hai ragione anche tu, qui fa ancora freddo e' c'e' nuvoloso, non avevo pensato al richiamo della spiaggia

[thetongue]

hai ragione anche tu, qui fa ancora freddo e' c'e' nuvoloso, non avevo pensato al richiamo della spiaggia

le spiaggie del nord dell'inghilterra sono un paesaggio marziano

[francesco_espo]

Ricominciamo da capo. Semplifico molte cose anche troppo, al limite ci possiamo tornare dopo.

Gli acidi o basi forti in questi esercizi non sono poi tanti, quindi si assume che si sappia quali sono. In realta' ce ne sono parecchi, ma i piu' comuni, quelli che troverai in questi esercizi, sono:
Acidi forti: HCl (acido cloridrico), HNO3 (acido nitrico), H2SO4 (acido solforico)
Basi forti: NaOH, KOH ecc..

"Forti" vuol dire che quando li metti in acqua si dissociano completamente, ovvero HA ---> H+ + A- , (nota che non c'e' la freccia nel verso opposto, non sono reazioni reversibili)
HCl 10^-1 M ti danno direttamente pH 1. Per questi non ti devi preoccupare di Ka (o Kb per le basi).

"Deboli" vuol dire che se li metti in acqua dissociano, ma non del tutto, in ogni momento avrai contemporaneamente sia il tuo acido (o base) che la loro forma dissociata.
L'equazione, qui per un acido, e' HA <---> H+ + A-. come vedi qui c'e' la freccia anche nel verso opposto,** e' una reazione reversibile. Quindi ogni istante in soluzione avrai sia la forma associata (HA) che quella dissociata (H+ e A-).
Le concentrazioni delle due forme sono legate tra loro dalla relazione Ka=([A-] [H+]) / [HA]

Domanda 1: e' tutto chiaro fin qui?
Domanda 2: chi e' nel tuo esercizio la base debole e qual e' la sua concentrazione?





** nota che la forma corretta e' quella con due frecce, con versi opposti, una sopra l'altra. La freccia con due punte come ho scritto qui indica forme di risonanza, che sono un'altra cosa. Chiaramente con una tastiera di un PC si fa quello che si puo'.

Perfettamente chiaro. Hai fatto ordine in vari elementi sparsi e confusi che avevo. Utile anche sapere che la freccia bilaterale-monolinea è per la risonanza a differenza della bilinea di una reazione reversibile. Quindi in questo caso dato che ci troviamo in presenza di un acido forte (Hcl) la dissociazione è totale.
In questo esercizio la base debole è Mg(ClO)2 e la sua concentrazione, dalle formule che mi ritrovo, dovrebbe essere calcolabile attraverso Kw/Ka, è il mezzo giusto?

ma e' estate per dinci, risolvigli il quesito e fallo andare a mare col panino mozzarella e crudo

c'è tempo per quello

[Liam & Me]

Perfettamente chiaro. Hai fatto ordine in vari elementi sparsi e confusi che avevo. Utile anche sapere che la freccia bilaterale-monolinea è per la risonanza a differenza della bilinea di una reazione reversibile. Quindi in questo caso dato che ci troviamo in presenza di un acido forte (Hcl) la dissociazione è totale.
In questo esercizio la base debole è Mg(ClO)2 e la sua concentrazione, dalle formule che mi ritrovo, dovrebbe essere calcolabile attraverso Kw/Ka, è il mezzo giusto?

Cerca di ragionare in base a quello che hai tra le mani, non per formule. E' un errore molto comune, ma ti impedisce di capire le cose.
Abbiamo una quantita' pesata con la bilancia, 5.08 g, di Mg(ClO)2 e un volume d'acqua, 250 mL, partiamo da li'.

Ogni volta che hai sali del primo gruppo (Li+, Na+, K+ etc) o del secondo (Ca++, Mg++ etc)*, sai che quando li metti in acqua si dissociano completamente.
Nel tuo caso avrai Mg(ClO)2 ---> Mg++ + 2 ClO-

Concentrazione molare indica il numero di moli** del tuo composto per unita' di volume. Alla grezza, quanta roba hai sciolto nell'acqua che avevi a disposizione.
La tua base debole e' lo ione ipoclorito, ClO-.

Moli Mg(OCl)2 = massa che hai pesato / peso molecolare. Ovvero 5.08 g / 127.21 g mol-1 = 0.0399 mol (trucco: per verificare che tutto vada bene controlla sempre le unita' di misura).
Pero' a noi servono le moli di ClO-. Ogni mole di Mg(ClO)2 quando si scioglie produce 2 moli di ClO- (vedi eq sopra), quindi mol ClO- = 2x0.0399= 0.0798 mol.
La [ClO-], che e' quella che ci serve per i nostri calcoli, e' moli/volume = mol/L. Nel nostro caso e' 0.0798 mol / 0.250 L = 0.319 mol/L

Tu sai che la prima cosa che un acido forte fara' e' andare a protonare la base debole.

Domanda: questo cosa implichera' nel nostro caso?






* guarda la tavola periodica: Primo gruppo: prima colonna da sinistra, Secondo gruppo seconda colonna da sinistra.

** "moli" e' un indicazione del numero di molecoline che hai. Siccome il numero sarebbe astronomico, per semplificarci la vita e usare numeri gestibili si usano le moli, ovvero "sacchettini" con dentro un numero enorme di molecole (6 10^23, il numero di Avogadro), come unita' di misura. C'e' un motivo perche' si usa proprio il numero di Avogadro, ma qui lo prenderei com'e' senza pederci troppo tempo.

[francesco_espo]

Quindi i 2 composti vanno dissociati separatamente per capire bene la loro natura! Comunque prima mi si è accesa la lampadina stechiometrica rendendomi conto che avevo sia PM che massa del sale e quindi sono riuscito a trovare questo benedetto 0.0399mol (è arrotondabile a 0.04 no?) . Te lo volevo scrivere ora ma sei arrivato prima.

---------- Post added at 19:27:57 ---------- Previous post was at 19:17:52 ----------

Andiamo al resto:

Benissimo quindi è la concentrazione di ClO- (che è definibile base coniugata giusto?) che serve per farci andare avanti, sarebbe la "[OH-]" generica.
Capito che ClO- è la base debole e che sarà protonata per l'elettronegatività dall'HCl ci ritroveremo questa reazione:

Hcl + ClO- -> HClo + Cl-