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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Olimpia Lupi
7 anni fa
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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 M. NH 3 + H 2 O NH OH n(1α) n α n α n nα nα nα n x x x Gli OH sono solo quelli provenienti dalla base, perché quelli dell acqua sono molto pochi. Come questo rapporto è maggiore di 10 3 si può fare l approssimazione Cα C Il grado di dissociazione α dipende dalla concentrazione C della soluzione.

2 Se la concentrazione iniziale è 1 il grado di dissociazione α è: NH 3 + H 2 O NH OH 0.08x x x [OH ] = M

3 D72 Calcolare il ph ed il poh delle seguenti soluzioni, supponendo la dissociazione completa : (a) Acido M (b) Base M ph = log[h 3 O + ] = log( ) = 2.46 ; poh = 14 ph = = poh = log[oh ]) = log( ) = 2.05 ph = 14 poh = = 11.95

4 D73 La concentrazione di [H 3 O + ] di una soluzione di HNO 3 è di moli/l e la [H 3 O + ] di una soluzione di NaOH è di moli/l. Trovare la molarità ed il ph di ognuna delle due soluzioni. Soluzione HNO 3 [H 3 O + ] = moli/l [H 3 O + ][OH ] = ph = 3; poh = 11 Soluzione NaOH [H 3 O + ] = moli/l [H 3 O + ][OH ] = poh = 2; ph = 12

5 D74 Calcolare le concentrazioni di [H 3 O + ] e [OH ] d una soluzione di acido monoprotico M, che è dissociato al 4.2%. Qual è il ph di questa soluzione? Quali sono i valori di K a e di pk a di questo acido. n = α = HA + H 2 O H 3 O + + A n(1α) nα nα Gli H 3 O + sono solo quelli provenienti dall acido, perché quelli dell acqua sono molto pochi. ph = log[h 3 O + ] = log( ) = 4.38 pk 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 moli di NaCH 3 COO ad un litro di questa soluzione. La K a del CH 3 COOH è HCl + H 2 O H 3 O + + Cl i f ph = log[h 3 O + ] = log(0.01) = 2 Le reazioni chimiche che avvengono quando vengono aggiunte le moli di NaCH 3 COO sono: NaCH 3 COO H2O Na + + CH 3 COO Lo ione acetato in presenza di [H 3 O + ] reagisce completamente perché questa reazione è l inverso della dissociazione dell acido e la costante vale e la reazione è: CH 3 COO + H 3 O + CH 3 COOH + H 2 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 3 COOH + H 2 O CH 3 COO + H 3 O ? Applicando la relazione per una soluzione tampone: ph = log( ) = 4.75

8 D76 Calcolare la percentuale di idrolisi di una soluzione di KCN 0.010M. La K a di HCN è uguale a KCN H2O K + + CN Una volta dissociato si verifica un processo di idrolisi. CN + H 2 O HCN + OH 0.01x x x

9 In questo caso il rapporto tra concentrazione e K è minore di 10 3 e non si potrebbe fare l approssimazione. Vediamo qual è l errore che commettiamo non rispettando questa regola. Se si risolve il sistema senza approssimazione.

10 x 2 + x K b 0.01 K b = 0 In questo caso la percentuale di idrolisi è 4.37%

11 D77 I valori di K 1 e K 2 dell acido ossalico, sono rispettivamente e Qual è la concentrazione di [OH ] di una soluzione di ossalato di sodio M? K 1 = K 2 = HOOCCOOH L ossalato di sodio si dissocia totalmente. H2O Na 2 C 2 O 4 2 Na + + C 2 O = 4 C 2 O 4 = + H 2 O HC 2 O 4 + OH HC 2 O 4 + H 2 O H 2 C 2 O 4 + OH La seconda costante è molto più piccola della prima e consideriamo solo la prima reazione.

12 C 2 O 4 = + H 2 O HC 2 O 4 + OH 0.005x x x Il rapporto tra concentrazione e K b2 è molto maggiore di 10 3 quindi possiamo approssimare.

13 D79 Qual è la [H 3 O + ] di una soluzione di acido solforico M? La dissociazione primaria di H 2 SO 4 è totale e la K della dissociazione secondaria è uguale a Qual è la [SO 4= ] dentro della stessa soluzione? C = M K = HSO 4 + H 2 O SO 4 = + H 3 O + Cx x C+x Come C è piccolo e la K è grande non si possono fare approssimazioni.

14 Sostituendo i valori otteniamo: [H 3 O + ] = C + x = = M [SO 4= ] = M

15 D710 L'acido formico, HCO 2 H, perde un protone nella ionizzazione ed ha una costante di ionizzazione di 1, a 25 C. Si calcolino le concentrazioni di HCO 2 H, H 3 O +, HCO 2 e OH in: (a) una soluzione ottenuta aggiungendo 1,00 mole di HCO 2 H ad acqua sufficiente per avere 1,00 litri di soluzione; (b) una soluzione preparata aggiungendo 1,00 x 10 2 mole di HCO 2 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 2 H + H 2 O HCO 2 + H 3 O + 1x x x a) Approssimazione 1x 1 Se l errore è inferiore al 5% si può fare l approssimazione.

16 [H 3 O+] = M [HCO 2 H] = = M [HCO 2 ] = M [OH ] = /0.013 = M b) 0.01x 0.01 HCO 2 H + H 2 O HCO 2 + H 3 O x x x Come l errore è superiore al 5% non si può fare l approssimazione.

17 Soluzione esatta x = [H 3 O+] = M [HCO 2 H] = = M [HCO 2 ] = M [OH ] = / = M

18 D712 Si calcolino le concentrazioni di H 3 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 K di HOAc è 1, Concentrazione H 3 O + dovuta al HCl: [H 3 O + ] = 0.15 M CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO + H 3 O + 0.1x x 0.15+x Con le approssimazioni: [H 3 O + ] 0.15 M [CH 3 COOH] 0.1 M Risolvendo il sistema.

19 [CH 3 COO] = M [H 3 O + ] = = M [CH 3 COOH] = = M

20 D714 A un litro di soluzione contenente 0,150 M NH 4 Cl si aggiungono 0,200 mole di NaOH solido. Quali sono le specie ioniche e molecolari di maggiore concentrazione ad equilibrio raggiunto? Si calcolino le concentrazioni di NH 3, OH e NH 4 + all'equilibrio, tenendo conto che la costante di dissociazione dell'ammoniaca è 1,8 x Reazioni: NH 4 Cl H2O NH Cl NaOH H2O Na + + OH NH OH NH 3 + H 2 O i f

21 NH 3 + H 2 O NH OH 0.15x x 0.05+x Come x è piccolo si può approssimare e otteniamo: [NH 4+ ] = M [NH 3 ] = M [OH ] = M

22 D717 Si prepara una soluzione sciogliendo 0,200 moli di formiato sodico, HCO 2 Na, e 0,250 moli di acido formico, HCO 2 H, in circa 200(±50) ml di acqua. Si calcolino le cocentrazioni di H 3 O + e OH. La costante di dissociazione dell'acido formico è 1,8 x Il sale si dissocia completamente. HCO 2 Na HCO 2 + Na + i f HCO 2 H + H 2 O HCO 2 + H 3 O x 0.2+x? In questo caso abbiamo una soluzione tampone.

23 D718 In 1,00 litri di una soluzione 0,250 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 3 O + e OH. La K a = (Acetico) 0,250 M di HCl 0,600 M di CH 3 COONa CH 3 COONa CH 3 COO + Na + Totale f HCl + H 2 O H 3 O + + Cl Totale f CH 3 COO + H 3 O + CH 3 COOH + H 2 O i f Questa reazione è totale perché la

24 Le concentrazioni iniziali sono: [CH 3 COO ] = =0.35 M [CH 3 COOH] = 0.25 M Quindi abbiamo una soluzione tampone [CH 3 COO ] = 0.35 M [CH 3 COOH] = 0.25 M [OH ] = /[H 3 O + ] =

25 D721 Dalla seconda costante di ionizzazione dell'acido carbonico, si calcoli la costante di equilibrio per l'idrolisi dello ione carbonato a ione bicarbonato, HCO 3. Da questo valore si calcolino le concentrazioni di ione bicarbonato e idrossido in una soluzione 0,050 M di Na 2 CO 3. E' in questo caso importante l'idrolisi di HCO 3 a H 2 CO 3? E perchè? H 2 CO 3 + H 2 O HCO 3 + H 3 O + K a1 = HCO 3 + H 2 O CO 3 = + H 3 O + K a1 = Solo il primo processo di idrolisi è importante, perché il secondo ha una costante piccola.

26 Na 2 CO 3 CO 3 = + 2Na + Totalmente dissociato CO = 3 + H 2 O HCO 3 + OH K b1 = x x x Come l errore è superiore al 5% non si può fare l approssimazione.

27 Soluzione esatta: [HCO 3 ] = x = [OH ] = x =

28 D723 Una soluzione tampone di carbonato viene preparata sciogliendo 30,0 g di Na 2 CO 3 in 350 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 2 CO 3 = g/pm = 30/106 = moli molarità Na 2 CO 3 = moli/v = 0.283/0.5 = M L acido cloridrico, aggiunto nella nuova soluzione, ha una molarità: M 1 V 1 = M 2 V 2 ; M 1 = 1.00 M V 1 = 150 ml M 2 =? V 2 = 500 M 2 = M 1 V 1 /V 2 = 1 150/500 = 0.3 M

29 Il bicarbonato di sodio e l acido cloridrico si dissociano completamente, ed alla fine si ha la seguente reazione: CO 3 = + H 3 O + HCO 3 + H 2 O K inv i f ? 0.3 La reazione finale è: HCO 3 + H 2 O CO = 3 + H 3 O ? Si è formata una soluzione tampone. ph = log( ) = 10.27

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