Chimica A.A. 2017/2018

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1 Chimica A.A. 2017/2018 INGEGNERIA BIOMEDICA Tutorato Lezione 8

2 Calcolare il ph di una soluzione ottenuta mescolando 6.30 g di HNO 3 in acqua e avente un volume di 1500 ml Calcoliamo il peso molecolare di HNO 3 dalla somma dei pesi atomici: peso molecolare di HNO 3 = (3 x )= 63.0 g/mol Calcoliamo le moli dell acido: moli di HNO 3 = 6.30 g / 63.0 g/mol = Convertiamo i millilitri in Litri dividendo per 1000: V = 1500 ml = L Calcoliamo la concentrazione dell acido espressa in molarità : Molarità = moli di soluto / volume della soluzione espressa in Litri M = 0.100/ = La concentrazione dell acido corrisponde alla concentrazione dello ione H + : [H + ] = M Da cui ph = log =1.18

3 Calcolare la concentrazione dell acido forte HA sapendo che il suo ph è pari a 3.5 Dalla definizione di ph = log [H + ] si ottiene la formula: 10 -ph = [H + ] Quindi si ottien: = = [H + ] Essendo l acido HA un acido forte M corrisponde alla concentrazione dell acido

4 Calcolare il ph di una soluzione di NaOH ottenuta mescolando 8.00 g di NaOH in acqua e avente un volume di 800 ml Calcoliamo il peso molecolare di NaOH sommando i pesi atomici: Peso molecolare di NaOH = = g/mol c Le moli di NaOH corrispondono a : moli di NaOH = 8.00 g / g/mol = Concentrazione della base = mol/ L = M l poh della soluzione è pari a: poh = log = il ph di tale soluzione è pertanto ph = 14 poh = = 13.4

5 A 300 ml di HCl M vengono aggiunti g di NaOH. Calcolare il ph prima e dopo l aggiunta di NaOH La concentrazione iniziale dell acido HCl è M che corrisponde anche alla concentrazione dello ione H + per cui ph = log = 2.00 Calcoliamo le moli di NaOH che sono pari a g / 40 g/mol = Ricaviamo le moli di HCl conoscendo la sua concentrazione e il suo volume: moli = Molarità x Volume espresso in Litri moli di HCl = x L = La reazione tra HCl e NaOH è una reazione acido-base che dà come prodotti di reazione sale e acqua: HCl + NaOH NaCl + H 2 O Dal confronto del numero di moli di HCl e NaOH vediamo che le moli di NaOH sono in numero maggiore e quindi possiamo calcolare le moli di NaOH in eccesso ( ovvero quelle che non vengono neutralizzate dall acido) Moli di NaOH in eccesso = = La concentrazione dello ione OH è pari a moli di OH / volume della soluzione: [OH ] = mol / L= M Da cui poh = log =1.50

6 Calcolare i grammi di HCl sciolti in ml di soluzione per avere un ph = 2.15 Calcoliamo quale deve essere la concentrazione dello ione H + ovvero la concentrazione dell acido conoscendo il ph: 10 -ph = [H + ] = M = [H + ] Che corrisponde anche alla concentrazione dell acido. Le moli dell acido necessarie a preparare ml di tale soluzione sono pari a: moli di HCl = M x L= I grammi di HCl necessari sono quindi Grammi di HCl = moli x peso molecolare = mol x g/mol = g

7 Detrminare il ph di una soluzione che contiene 15,00 g di Acido Nitrico in250 ml di soluzione In 250 ml di soluzione sono disciolti 15 g di HNO 3 (acido forte) Massa molare di HNO 3 = 63 g/mol N moli di HNO 3 = 15/63= 0,238 mol 250 ml = 0,250L Molalità = n/v = 0,238/0,250 = 0,952 mol/l HNO 3 H + + NO 3 - [H + ] = 0,952 mol/l ph = - log [H + ] ph = 0,02

8 15 mg di acido perclorico sono disciolti in 500 ml di soluzione. Si determini il ph Acido perclorico (HClO 4 ), acido forte che si dissocia completamente HClO 4 H + + ClO - 4 n = 0,015 / 100,46 = 1,49 x 10-4 mol/l [H + ] = n/v = 1,49 x 10-4 / 0,500 = 2.98 x 10-4 ph = 3,52

9 Alla temperatura di 25,0 C una soluzione 0,5 M di KOH ha un ph di 13,53. Determina il coefficiente di attività della soluzione di KOH Attività (a)= coefficiente di attività x Concentrazione molare poh = 14 ph = 14 13,53 = 0,4 a(oh - ) = 10 -poh = 10-0,4 = 0,339 M Usando la prima relazione f (coefficiente di attività) = a/c = 0,339/0,5 = 0,678

10 Ad Un litro di soluzione di acido acetico avente ph = 3 viene aggiunto 1L di soluzione di acido acetico avente ph = 4. Calcola il ph della soluzione risultante sapenso che K a dell acido acetico è = 1,8 x 10-5 Applichiamo la formula per il ph dell acido debole [H + ] = K. C C = [H + ] 2 / K che applicandola per ph = 3 diventa = (10-3 ) 2 / (1,8 x 10-5 ) = 0,055 mol/l Calcolando il numero delle moli di CH 3 COOH = MxV = 0,055 x 1 = 0,055 mol stesso discorso per il ph = 4 e quindi le moli dell altra soluzione sono 0,00055 mol La soluzione finale do 2 L, somma le moli delle soluzioni iniziali quindi = 0,0555mol Quindi la nuova concentrazione è = 0,0555/2 = 0,02778 M E la concetrazione è = K x C = rad ( 1,8 x 10-5 x 0,02778) = 7,0 x 10-4 mol/l ph = -log [H + ] = -log (7,0 x 10-4 ) = 3,15

11 Quanti grammi di NaOH sono richiesti per preparare 800 ml di una soluzione 0,1 M? Quale ph avrà la soluzione? Quanto vale il ph dopo l aggiunta di 7x10-3 moli di HCl? Determiniamo il numero delle moli di NaOH n = MxV = 0,1 mol/lx 0,8L = 0,08 mol da qui i g = n x MM = 0,08 x 40 = 3,2 g NaOh è una base forte e si dissocia completamente quindi poh = -log [OH] = -log 0,1 = 1 ph = 14-1 = 13 Dopo l aggiunta dell HCl avviene la reazione di neutralizzazione: NaOH + HCl NaCl + H 2 O dove n (NaOH) = 0,08 mol e n(hcl) = 7x10-3 mol i due reagiscono in rapporto di 1:1 e HCl è il reagente limitante Le moli di NaOH che avanzano sono 0,08-0,007 = 0,0073 mol di NaOH in eccesso IL volume finale è 0,8L, trascurando l aumento per l aggiunta di HCl quindi la molarità della soluzione è : M(NaOH) = 0,0073 / 0,8 = 0,09125 mol/l Quindi [OH] = 0,09125 mol/l e poh = -log 0,09125 = 1,04 ph = 14-1,04 = 12,96