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 !