ESERCIZI SVOLTI: EQUILIBRI IONICI IN ACQUOSA 1) Calcolare il ph di una soluzione ottenuta per mescolamento di 150 ml di una soluzione di acido ipocloroso 0.3 M e 100 ml di una soluzione di idrossido di sodio 0.2 M. Scrivere la reazione e dire di che soluzione si tratta. Soluzione tampone (HClO + NaClO) HClO + NaOH NaClO + H2O inizio 0.045 0.02 / / fine 0.025 / 0.02 / nhclo = * 150 = 0.045 nnaoh = * 100 = 0.02 Ka = 3 * 10-8 Ka = [H3O + ] = = 3,7 * 10-8 ph = 7,42 2) A 30 ml di una soluzione di NH3 0.1 M si aggiungono 20 ml di HCL 0.1 M. Dire di che soluzione si tratta e calcolare il ph prima e dopo l aggiunta. NH3 + HCl NH4Cl inizio 0.003 0.002 / fine 0.001 / 0.002 soluzione tampone NH3 + H2O NH4 + + OH - nnh3 = * 30 = 0,003 mol
nhcl = * 20 = 0,002 mol ph iniziale: soluzione di base debole [OH - ] = = = 1,34 * 10-3 poh = 2,87 ph = 11,13 ph finale: soluzione tampone Kb = [OH - ] = 1,8 * 10-5 * =9 * 10-4 poh = 3,04 ph = 10,96 3) NaF viene aggiunto a una soluzione 0.012 M di HF fino a che il ph è 4. Qual è la concentrazione del sale aggiunto? Ka = 6.8 * 10-4 ph = -Log[H3O + ] = 4 H3O + = 10-4 HF + H2O F - + H3O + Ka = [F - ] = Ka [HF]/[H3O+] [F - ] = = 0.0816 mol/l 4) Una soluzione acquosa di acido fosforico ha ph = 4.2. Calcolare la sua concentrazione molare. H3PO4 + H2O H2PO4 - + H3O + Soluzione di acido poliprotico debole: considero solo la prima dissociazione acida Ka1 = 7.1 * 10-3 = Ca = =5.6*10-7
5) Calcolare [H3O + ], [OH - ] e ph delle seguenti soluzioni acquose a 25 C: A. 0.502 g di NaOH in un volume finale di 108.5 ml B. 0.015 moli di HCl in un volume finale di 0.754 litri C. 3.2 g di CH3COONa in un volume finale di 0.872 litri Scrivere le reazioni di dissociazione e dire di che soluzione si tratta. A. NaOH + H2O Na + + OH - BASE FORTE nnaoh = = 0.01255 moli * 1000 = 0.116 mol/l poh = 0.93 ph = 13.7 B. HCl + H2O H3O + + OH - ACIDO FORTE = 0.0199 mol/l ph = 1.70 n CH3COONa = = 0,039 C. CH3COONa +H2O CH3COO - + Na + CH3COO - +H2O CH3COOH + OH - IDROLISI BASICA (BASE DEBOLE) = 0,045 mol/l [OH - ] = = = 5.15 * 10-6 6) Calcolare il ph di una soluzione di 60 ml di acido ipocloroso 0.3 M prima e dopo l aggiunta di: A. 20 ml di idrossido di potassio B. 56.25 ml di idrossido di potassio 0.32 M C. 100 ml di idrossido di potassio 0.32 M Scrivere le reazioni di dissociazione.
HClO + H2O ClO - + H3O + ACIDO DEBOLE [H3O + ] = = = 9.48*10-5 ph = 4.02 A. HClO + KOH KClO + H2O TAMPONE inizio 0.018 0.0064 / / fine 0.0116 / 0.0064 / nacido = * 60 = 0.018 nbase = * 20 = 0.0064 [H3O + ] = Ka = 3*10-8 = 5.44*10-8 ph = 7.26 B. HClO + KOH KClO + H2O inizio 0.018 0.018 / / fine / / 0.018 / ClO - + H2O HClO + OH - IDROLISI BASICA nacido = 0.018 nbase = * 56.2 = 0.018 [ClO - ] = * 1000 = 0.155 [OH - ] = = = 2.29*10-4 poh = 3.64 ph = 10.36
C. HClO + KOH KClO + H2O inizio 0.018 0.032 / / fine / 0.014 0.018 nb = * 100 = 0.032 [OH - ] = * 1000 = 0.0875 poh = 1.06 ph = 14 1.06 = 12.94 7) Calcolare il ph di una titolazione di 100 ml di acido formico 0.4 M con idrossido di sodio: A. prima dell aggiunta di idrossido di sodio B. dopo aver aggiunto 110 ml di idrossido di sodio 0.2 M C. dopo aver aggiunto 200 ml di idrossido di sodio 0.2 M D. dopo aver aggiunto 259 ml di idrossido di sodio 0.2 M Scrivere tutte le reazioni di dissociazione HCOOH + H2O HCOO - + H3O + ACIDO DEBOLE [H3O + ] = = = 8.5*10-3 ph = 2.07 A. HCOOH + NaOH HCOONa + H3O + inizio 0.04 0.022 / / fine 0.018 / 0.022 / HCOOH + H2O HCOO - + H3O + TAMPONE na = * 100 = 0.04 nb = * 110 = 0.022 [H3O + ] = Ka = 1.8*10-4 = 1.47*10-4 ph = 3.83
B. HCOOH + NaOH HCOONa + H3O + inizio 0.04 0.04 / / fine / / 0.04 / HCOO - + H2O HCOOH + OH - IDROLISI BASICA nb = * 200 = 0.04 Cb = * 1000 = 0.133 [OH - ] = = = 2.7*10-6 poh = 5.57 ph = 8.43 C. HCOOH + NaOH HCOONa + H3O + BASE FORTE inizio 0.04 0.0518 / / fine / 0.0118 0.04 / nb = * 259 = 0.0518 [OH - ] = * 1000 = 0.033 poh = 1.48 ph = 14 1.48 = 12.52 8) Calcolare il ph della soluzione ottenuta sciogliendo in 400 ml di acqua 30 g di acido acetico (CH3COOH). Scrivere la reazione di dissociazione. CH3COOH + H2O CH3COO - + H3O + nch3cooh = = 0.5 moli
* 1000 = 1.25 mol/l [H3O + ] = = = 4.7*10-3 ph = 2.33 9) Calcolare il ph delle seguenti soluzioni acquose, scrivere le reazioni di dissociazione e dire di che soluzione si tratta. A. HCl 0.27 M B. NH4NO3 0.35 M C. Ca(OH)2 0.18 M A. HCl + H2O H3O + + Cl - acido forte HCl 0.27 M ph = -log 0.27 = 0.57 B. NH4NO3 + H2O NH4 + + NO3 - NH4 + + H2O NH3 + H3O + idrolisi acida [H3O + ] = = = = 1.4 * 10-5 ph = 4.85 C. Ca(OH)2 + H2O Ca 2+ + 2OH - base forte poh = -log(2 * 0.18) = 0.44 ph = 13.56 10) Calcolare il ph di una soluzione formata da 3 grammi di NH4Cl in 800 ml di acqua. Scrivere la reazione di dissociazione. NH4Cl + H2O NH4 + + Cl - NH4 + + H2O NH3 + H3O + acido debole
nnh4cl = = 0.056 Ca = = * 1000 = 0.07 mol/l [H3O + ] = = = 6.42 * 10-6 ph = 5.19 11) Calcolare il ph di una soluzione formata da 0.8 grammi di acido formico in 800 grammi di acqua (d = 1.16 g/ml). Scrivere le reazioni che avvengono in acqua. HCOOH + H2O HCOO - + H3O + acido debole n = = 0.0174 mol d = V = = = 690 ml [H3O + ] = = = 2.1* 10-3 ph = 2.68 12) Calcolare il ph, [H3O + ], [OH - ] delle seguenti soluzioni: A. 800 ml di acido formico 0.2 M aggiunto a 300 ml di acqua B. 2.18 grammi di carbonato di sodio in 815 ml di soluzione finale C. 0.98 grammi di acido perclorico in 300 ml di soluzione finale n = A. * 800 = 0.16 mol * 1000 = 0.145 mol/l HCOOH + H2O HCOO - + H3O + acido debole [H3O + ] = = = 5.1 * 10-3 ph = 2.29
B. Na2CO3 + H2O 2Na + + CO3 2- + H3O + CO3 2- + H2O HCO3 - + OH - idrolisi basica (base debole) n = = 0.021 mol = 0.025 mol/l [OH - ] = = (2.1*10-4 *0.025) 1/2 = 0.00229 poh=2.63 ph= 14-2.63= 11.36 C. HClO4 + H2O H3O + + ClO4 acido forte n = = 9.75 * 10-3 mol = 0.0325 mol/l ph = 1.49