[johnnydrummer]

Calcolare il pH di una soluzione 0,2M di HNO2 (Ka=7,1E-04)
HNO2 + H2O <=> NO2- + H3O+
0.2_____________//______//
-x______________x______x
0.2-x____________x______x

Ka=[NO2-][H3O+]/[HNO2]=x^2/(0.2-x)
Assunta l'ipotesi x<<0.2, allora
Ka=x^2/0.2
Segue
x=[H3O+]=sqrt{Ka*0.2} (il valore conferma la bontà dell'ipotesi)
che è la formula che ho riportato.
Ma se l'acido è molto diluito, non posso usare al formula semplificata, ma
Ka=x^2/(0.2-x)
che il metodo della tabellina mi fornisce sempre. (Fonte: grenet)

[johnnydrummer]

150ml di NaOH 0,1M e 175ml di HCOH 0,07. Calcolare pH.

[cucciolinacucciolina]

Orginalmente inviato da johnnydrummer

150ml di NaOH 0,1M e 175ml di HCOH 0,07. Calcolare pH.

Qui basta considerare il fatto che NaOH è una base forte... Quindi basta semplicemente vedere chi, tra l'acido e la base, è in difetto (ragionando con le moli).

[grenet]

Domandina: serve andarsi a cercare la Ka?

Se però avanzasse l'acido ho un bel tampone....

P.S. Esercizietti di questo tipo sono didatticamente interessanti. Suggerisco di tenere fisse le moli di un reagente e di variare l'altro per vedere quel che succede....

[grenet]

Questa discussione ha come origine uno scambio di messaggi primati con johnnydrummer su pH, formule per il suo calcolo veloce e il metodo della tabellina. Per non discutere in astratto, ci si è concentrati su 5 esercizi di base.
Il primo è quello in #1

[johnnydrummer]

0,015 moli NaOH 0,01225 moli HCOH
secondo me serve la Ka

[grenet]

Vediamo....
#### NaOH + HCOOH => HCOONa + H2O
inizio_0,015__0,01225_____//
fine_2,75E-03___//_____0,01225

Volume soluzione finale 325 ml
Molarità finali
Mb=2,75E-03/0,325 per NaOH
Ma=0,01225/0,325 per HCOO-

### HCOO- + H2O <=> HCOOH + OH- (retta da Ki=Kw/Ka=1,77E-04)
I___Ma_______________//_____Mb
F__Ma-x______________x____Mb+x

Ki=x*(Mb+x)/(Ma-x)=[ip]=x*Mb/Ma
Segue x=2,5E-10 M con contributo al pH del tutto trascurabile.

Tutta la parte in corsivo dunque non serve, poiché la base coniugata HCOO- dà contributo trascurabile al pH rispetto alla base forte NaOH. Tra una base forte e una debole in discreta concentrazione, vince la forte.
Conoscere Ka dunque non serve e il pH si calcola direttamente come
pH=14-pOH
in cui pOH=-log(2,75E-03/0,325) = 2.07.

A partire dal calcolo delle molarità delle specie in soluzione dopo reazione acido - base si ha a che fare di quelli che sono stati qui chiamati "esercizi di base sul pH".

[grenet]

Considerando acidi monoprotici e basi capaci di legare un solo protone, può essere utile il seguente schema di esercizi di base in cui è richiesto il calcolo del pH della soluzione.

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1) Ac. debole tot molare____| Base debole tot molare
2) Sale di base coniugata____| Sale di ac. coniugato
3) Tampone_____________| Tampone
4) Ac. forte + ac. debole____| Base forte + base debole
5) Ac. forte + base coniugata | Base forte + ac. coniugato
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Per le varie tipologie il testo dell'esercizio di base potrebbe essere come segue

tipo 1
Calcolare il pH di [250 ml di] una soluzione 0,034 M di CH3COOH [Ka=...]
Calcolare il pH di [550 ml di] una soluzione 0,014 M di NH3 [Kb=...]

tipo 2
Calcolare il pH di [600 ml di] una soluzione 0,025 M di NH4Cl [Kb=]
Calcolare il pH di [60 ml di] una soluzione 0,005 M di NaCN [Ka=]

tipo 3
Calcolare il pH di [200 ml di] una soluzione 0,3 M di CH3COOH e 0,4 M di CH3COOK [Ka=...]
Calcolare il pH di [20 ml di] una soluzione 0,043 M di NH3 e 0,240 M di NH4Cl [Kb=...]

tipo 4
Calcolare il pH di [37 ml di ] una soluzione 0,04 M di HCl e 0,01 M di HCN
Calcolare il pH di [370 ml di ] una soluzione 0,04 M di KOH e 0,01 M di HN3

tipo 5
Calcolare il pH di [24 ml di ] una soluzione 0,04 M di HCl e 0,2 M di NH4Cl
Calcolare il pH di [70 ml di ] una soluzione 0,02 M di KOH e 0,3 M di KCN

[grenet]

In letteratura si trovano delle formule "già confezionate" per il calcolo immediato del pH delle situazioni di base. Dai messaggi privati con johnnydrummer sono emerse queste considerazioni generali:
- L'uso delle formule del pH richiede massima attenzione a scegliere la formula giusta ossia quella che va bene per il sistema che si sta studiando e a scriverla correttamente (la memoria può giocare brutti scherzi....)
- La tecnica della tabellina fa arrivare a scrivere la formula del pH del sistema, ossia è un metodo di risoluzione equivalente per risultati, un po' più lungo nei tempi....
- Le formule del pH si presentano con tale forma semplice poiché sono state fatte delle ipotesi semplificative, spesso verificate, ma non sempre verificate; la tecnica della tabellina dà la formula generale e, tramite ipotesi semplificative, la relazione da cui deriva la formula del pH

Ciascuno è libero di valutare pro e contro dei metodi e seguire quello in cui si trova meglio. In ogni caso, solo l'esercizio consente di prendere confidenza con l'argomento pH.