V V n K NH NH 3 + H 2 O NH. Gli OH - sono solo quelli provenienti dalla base, perché quelli dell acqua sono molto pochi.

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Giorgio Caputo
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1 D71 La costante di dissociazione ionica dell ammoniaca in acqua è uguale a Determinare (a) il grado di dissociazione e (b) la concentrazione in ioni OH d una soluzione di NH 0.08 M. NH OH 4 NH + H O NH OH n(1) n n n n n n n n n V V n V V NH n(1 ) (1 ) Gli OH sono solo quelli provenienti dalla base, perché quelli dell acqua sono molto pochi. Concentrazione b Come questo rapporto è maggiore di 10 si può fare l approssimazione C C C ; (1 ) se è piccolo 1 1 e C 1 e C Il grado di dissociazione dipende dalla concentrazione C della soluzione.

2 Se la concentrazione iniziale è 1 il grado di dissociazione è: NH + H O NH OH 0.08 NH OH 4 NH 0.08 Si può fare l'approssimazione e ; 1.10 M [OH ] = M

3 D7 Calcolare il ph ed il poh delle seguenti soluzioni, supponendo la dissociazione completa : (a) Acido M (b) Base M ph = log[h O + ] = log(0.0045) =.46 ; poh = 14 ph =14.46 = poh = log[oh ]) = log( ) =.05 ph = 14 poh =14.05 = 11.95

4 D7 La concentrazione di [H O + ] di una soluzione di HNO è di moli/l e la [H O + ] di una soluzione di NaOH è di moli/l. Trovare la molarità ed il ph di ognuna delle due soluzioni. Soluzione HNO [H O + ] = moli/l [H O + ][OH ] = OH 10 H O ph = ; poh = 11 Soluzione NaOH [H O + ] = moli/l [H O + ][OH ] = OH 10 H O poh = ; ph = 1

5 D74 Calcolare le concentrazioni di [H O + ] e [OH ] d una soluzione di acido monoprotico M, che è dissociato al 4.%. Qual è il ph di questa soluzione? Quali sono i valori di a e di p a di questo acido. n = = 0.04 HA + H O H O + + A n(1) n n Gli H O + sono solo quelli provenienti dall acido, perché quelli dell acqua sono molto pochi. ph = log[h O + ] = log( ) = 4.8 H O A 5 6 a HA ( ) p a = log( ) = 5.74

6 D75 Qual è il ph di una soluzione contenente moli di HCl per litro? Calcolare la variazione del ph quando vengono aggiunte 0.00 moli di NaCH COO ad un litro di questa soluzione. La a del CH COOH è HCl + H O H O + + Cl i f ph = log[h O + ] = log(0.01) = Le reazioni chimiche che avvengono quando vengono aggiunte le moli di NaCH COO sono: NaCH COO HO Na + + CH COO Lo ione acetato in presenza di [H O + ] reagisce completamente perché questa reazione è l inverso della dissociazione dell acido e la costante vale e la reazione è: CH COO + H O + CH COOH + H O i f ? 0.01

7 Alla fine si ha una soluzione 0.01 M di ione acetato e 0.01 M di acido acetico. Questa è esattamente una soluzione tampone. CH COOH + H O CH COO + H O ? Applicando la relazione per una soluzione tampone: [H O [CH COOH] ] a [CHCOO ] 0.01 ph = log( ) = 4.75

8 D76 Calcolare la percentuale di idrolisi di una soluzione di CN 0.010M. La a di HCN è uguale a CN HO + + CN Una volta dissociato si verifica un processo di idrolisi w 4 b a CN + H O HCN + OH 0.01 b [HCN][OH [CN ] ] 0.01

9 concentrazione In questo caso il rapporto tra concentrazione e è minore di 10 e non si potrebbe fare l approssimazione. Vediamo qual è l errore che commettiamo non rispettando questa regola. b riferito a % Se si risolve il sistema senza approssimazione.

10 b ; + b 0.01 b = b b b In questo caso la percentuale di idrolisi è 4.7% Valore misura Valore 100errore % %

11 D77 I valori di 1 e dell acido ossalico, sono rispettivamente e Qual è la concentrazione di [OH ] di una soluzione di ossalato di sodio M? 1 = = HOOCCOOH L ossalato di sodio si dissocia totalmente. HO Na C O 4 Na + + C O = 4 C O 4 = + H O HC O 4 + OH HC O 4 + H O H C O 4 + OH 14 w 10 b a w 1 b a La seconda costante è molto più piccola della prima e consideriamo solo la prima reazione.

12 C O = 4 + H O HC O 4 + OH b Il rapporto tra concentrazione e b è molto maggiore di 10 quindi possiamo approssimare. b [HCO [C 4 ][OH O ] 4 ] b

13 D79 Qual è la [H O + ] di una soluzione di acido solforico M? La dissociazione primaria di H SO 4 è totale e la della dissociazione secondaria è uguale a Qual è la [SO 4= ] dentro della stessa soluzione? C = M = H SO 4 + H O HSO 4 = + H O + CC C C HSO 4 + H O SO 4 = + H O + C C+ Come C è piccolo e la è grande non si possono fare approssimazioni. [SO 4 ][HO [HSO ] (C ) ; C 4 ] C C (C ) Ck 0; (C ) (C ) 4 C

14 Sostituendo i valori otteniamo: ( ) ( ) [H O + ] = C + = = M [SO 4= ] = M

15 D710 L'acido formico, HCO H, perde un protone nella ionizzazione ed ha una costante di ionizzazione di 1, a 5 C. Si calcolino le concentrazioni di HCO H, H O +, HCO e OH in: (a) una soluzione ottenuta aggiungendo 1,00 mole di HCO H ad acqua sufficiente per avere 1,00 litri di soluzione; (b) una soluzione preparata aggiungendo 1,00 10 mole di HCO H ad acqua sufficiente per avere 1,00 litri di soluzione. Si indichino le approssimazioni fatte e si dimostri che esse sono giustificate. Si ottengano risposte entro il 5% dei valori esatti. HCO H + H O HCO + H O + 1 a) Approssimazione 1 1 [HCO ][HO [HCO H] ] Errore % ; 1 % 1.% Se l errore è inferiore al 5% si può fare l approssimazione.

16 [H O+] = 0.01 M [HCO H] = = M [HCO ] = 0.01 M [OH ] = /0.01 = M b) HCO H + H O HCO + H O [HCO ][HO [HCO H] ] Errore % ; 0.01 % 1% Come l errore è superiore al 5% non si può fare l approssimazione.

17 Soluzione esatta [HCO ][HO [HCO H] 0.01k 0 ] = [H O+] = M [HCO H] = = M [HCO ] = M [OH ] = / = M errore = = % errore = errore*100/ =.175 %

18 D71 Si calcolino le concentrazioni di H O +, HOAc, e OAc e OH in una soluzione preparata da 0,150 mole di HCl, 0,100 mole di HOAc e acqua sufficiente a formare 1,00 litri di soluzione. La costante di dissociazione di HOAc è 1, e HCl è completamente dissociato in soluzione acquosa. 0,150 moli di HCl 0,100 moli di HOAc di HOAc è 1, Concentrazione H O + dovuta al HCl: [H O + ] = 0.15 M CH COOH + H O CH COO + H O Con le approssimazioni: [H O + ] 0.15 M [CH COOH] 0.1 M Risolvendo il sistema.

19 [CHCOO ][HO [CH COOH] ] [CH COO] = M [H O + ] = = M [CH COOH] = = M

20 D714 A un litro di soluzione contenente 0,150 M NH 4 Cl si aggiungono 0,00 mole di NaOH solido. Quali sono le specie ioniche e molecolari di maggiore concentrazione ad equilibrio raggiunto? Si calcolino le concentrazioni di NH, OH e NH 4 + all'equilibrio, tenendo conto che la costante di dissociazione dell'ammoniaca è 1, Reazioni: NH 4 Cl HO NH Cl NaOH HO Na + + OH NH OH NH + H O i f

21 NH + H O NH OH NH OH 4 NH (0.05 ) ; 0.15 Come è piccolo si può approssimare e otteniamo: 0.05 ; [NH 4+ ] = M [NH ] = M [OH ] = M

22 D717 Si prepara una soluzione sciogliendo 0,00 moli di formiato sodico, HCO Na, e 0,50 moli di acido formico, HCO H, in circa 00(±50) ml di acqua. Si calcolino le cocentrazioni di H O + e OH. La costante di dissociazione dell'acido formico è 1, Il sale si dissocia completamente. HCO Na HCO + Na + i f HCO H + H O HCO + H O ? In questo caso abbiamo una soluzione tampone. [H O [OH [HCO H] ] [HCO ] ] [H O w ] 0.5 V 0. V

23 D718 In 1,00 litri di una soluzione 0,50 M di HCl si aggiungono 0,600 moli di acetato sodico solido. Si ammetta che non avvenga variazione di volume e si calcolino le cocentrazioni di OAc, HOAc, H O + e OH. La a = (Acetico) 0,50 M di HCl 0,600 M di CH COONa CH COONa CH COO + Na + Totale f HCl + H O H O + + Cl Totale f CH COO + H O + CH COOH + H O i f Questa reazione è totale perché la 1 a

24 Le concentrazioni iniziali sono: [CH COO ] = =0.5 M [CH COOH] = 0.5 M Quindi abbiamo una soluzione tampone [H O [CH COOH] ] a [CHCOO ] 0.5 [CH COO ] = 0.5 M [CH COOH] = 0.5 M [OH ] = /[H O + ] =

25 D71 Dalla seconda costante di ionizzazione dell'acido carbonico, si calcoli la costante di equilibrio per l'idrolisi dello ione carbonato a ione bicarbonato, HCO. Da questo valore si calcolino le concentrazioni di ione bicarbonato e idrossido in una soluzione 0,050 M di Na CO. E' in questo caso importante l'idrolisi di HCO a H CO? E perchè? H CO + H O HCO + H O + a1 = HCO + H O CO = + H O + a1 = w 4 b a w 8 b a Solo il primo processo di idrolisi è importante, perché il secondo ha una costante piccola.

26 Na CO CO = + Na + Totalmente dissociato CO = + H O HCO + OH b1 = b1 [HCO [CO ][OH ] ] Errore % ; % 6.48% Come l errore è superiore al 5% non si può fare l approssimazione.

27 Soluzione esatta: b1 [HCO ][OH [CO ] b b b1 ] b ( ) b [HCO ] = =.1 10 [OH ] = =.1 10

28 D7 Una soluzione tampone di carbonato viene preparata sciogliendo 0,0 g di Na CO in 50 ml di acqua e aggiungendo 150 ml di HCl 1,00 M. Si calcoli il ph della soluzione. V T = = 500 ml = 0.5 L moli di bicarbonato di sodio moli Na CO = g/pm = 0/106 = 0.8 moli molarità Na CO = moli/v = 0.8/0.5 = M L acido cloridrico, aggiunto nella nuova soluzione, ha una molarità: M 1 V 1 = M V ; M 1 = 1.00 M V 1 = 150 ml M =? V = 500 M = M 1 V 1 /V = 1 150/500 = 0. M

29 Il bicarbonato di sodio e l acido cloridrico si dissociano completamente, ed alla fine si ha la seguente reazione: CO = + H O + HCO + H O inv i f ? 0. La reazione finale è: HCO + H O CO = + H O ? Si è formata una soluzione tampone. [HCO ] ] a [CO ] 0.66 [H O ph = log( ) = 10.7

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