Reazione tra due acidi

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1 Reazione tra due acidi Quando si mescolano due o più acidi la soluzione risulterà acida e il suo ph dipende dalla forza degli acidi considerati: Caso di due acidi forti: HCl (aq) H O (solv) = Cl (aq) H O (aq) a >>1 HNO (aq) H O (solv) = NO (aq) H O (aq) a >> 1 Le due reazioni sono completamente spostate verso i prodotti e in soluzione saranno presenti: - [Cl,[NO,[HO, Per calcolare le concentrazioni all equilibrio usiamo le seguenti relazioni: Alcune di queste slides riportano materiale gentilmente concesso dal Dr. Valerio Di Marco- Dip. Scienze Chimiche Univ. Padova 1

2 w [Cl [NO = [H O - [Cl = C HCl = C HNO [NO - = [H O La soluzione sarà sicuramente acida per cui si può provare a trascurare - [H O = C C [ OH w [ H O La concentrazione di ioni [H O sarà data dalla somma della concentrazioni iniziali di acidi forte.: = HCl HNO [Cl [NO - <.5 Condizione di validità dell approssimazione. Analoghe considerazioni valgono per due basi forti. In quel caso la concentrazione di ioni sarà uguale alla somma delle concentrazioni iniziali delle due basi forti.

3 Caso di un due acidi di cui almeno uno debole: Consideriamo gli equilibri per due acidi: HC (aq) H O (solv) = H O (aq) C (aq) HC HA (aq) H O (solv) = H O (aq) A (aq) HA In questo caso ci sono 6 specie presenti all equilibrio: [A w HA HC = [H O [C [HA [A [HC [C [HO [A = [HA [HO [C = [HC = C = C HA HC - = [H O - [HA,[HC,[A,[C,[HO,

4 Anche trascurando la concentrazione di in soluzione, si otterrebbe un equazione di terzo grado in [H O di non facile soluzione. Possiamo però arrivare ad una solzione approssimata del problema facendo le seguenti considerazioni: entrambe gli acidi tendono a inibirsi reciprocamente, per cui Se HC è più forte come acido di HA, allora la [H O della soluzione deve essere almeno uguale o maggiore di quella di HC, perché aggiungiamo un altro acido. D altro canto la dissociazione di entrambi gli acidi è sfavorita per la presenza delle due reazioni che si inibiscono, per cui [H O deve essere minore della somma delle concentrazioni di [H O che produrrebbero le due soluzioni se avvenissero da sole in soluzione. ([ H O [ H O ) [ O HC [HO < HC H Un stima ragionevole è una media tra questi due limiti, per cui: ([H O [H O ) ([H O ) HA HC HC [HO = HA Dove le concentrazioni per i due acidi sono quelle stimate all equilibrio per ognuno dei due acidi separatamente, come se fosse solo. 4

5 Esempio: Calcolare il ph di una soluzione formata da HAs (acido ascorbico).7 M e HAc (acido acetico).5 M HAs (aq) H O (solv) = As (aq) H O (aq) a = 1.7 x1-4 HAc (aq) H O (solv) = Ac (aq) H O (aq) a = 1.75 x1-5 Se ci fosse solo l acido ascorbico, il ph sarebbe: [H O HAs = CHAs HAs =.74 1 M ph =.6 Se ci fosse solo acido acetico: 4 [H O HAc = CHAc HAc = M ph =. [HO HAs [HO HAc [H O = =.1 1 M ph =.5 5

6 Esempio: Calcolare il ph di una soluzione formata da HAc (acido acetico).4 M e HCl 1.x1 - M HCl (aq) H O (solv) = Cl (aq) H O (aq) a >> 1 HAc (aq) H O (solv) = Ac (aq) H O (aq) a = 1.75 x1-5 Se ci fosse solo l acido cloridrico, il ph sarebbe [H O HCl = CHCl = 1. 1 M ph = Se ci fosse solo acido acetico: 4 [H O = CHAc HAc = M ph =.1 Valida perché C >1 a [HO HCl [HO HAc [H O = = M ph =.8 In questo caso (presenza di un acid forte) si potrebbe usare il sistema di equazioni per risolvere il problema. Si lascia allo studente tale compito come esercizio. 6

7 Analoghe considerazioni valgono per il caso in cui si mescolano due basi di cui almeno una debole. In quel caso si considera la base più forte, la concentrazione di ioni sarà almeno maggiore a quella prodotta dalle base più forte, ma minore della somma della concentrazioni di OH che si avrebbe se entrambe le basi fosserio dissociate da sole in soluzione. OH < OH OH > [ B1 [ B1 [ B B1 B Anche in questo caso la stima della concentrazione di OH è data dalla semidifferenza dei due valori limite: = ( ) ( ) B1 B B1 7

8 Esempio: Calcolare il ph di una soluzione formata da NH (ammoniaca). M e NaOH 1.x1-4 M NaOH(aq) = Na (aq) OH (aq) b >> 1 NH (aq) H O (solv) = OH (aq) NH 4 (aq) a = 1.75 x1-5 NaOH è lòa base più forte, se ci fosse solo NaOH: NaOH = C NaOH = M ph = 1 Se ci fosse solo ammoniaca: = C 4 ( ) = M ph = 1.9 b NH NH = NaOH NH 4 = M ph 1.7 = 8

9 Esercizi: Calcolare il ph di una soluzione formata da NH (ammoniaca). x1-4 M e NaOH.5x1-4 M (ph=1.44) Calcolareil ph di una soluzione contenente NaOH.x1 - M e OH.76 x1 - M (ph=11.8) Calcolare il ph di una soluzione contenente HCl.47 M e HBr. M (ph=1.1) Calcolare il ph di una soluzione contenente HCl.4 x1-4 M e acido acetico.5 x1-4 M (ph=4.1) 9