Càlculs de pH en Solucions Àcides i Bàsiques

Enviado por esteban y clasificado en Química

Escrito el en catalán con un tamaño de 5,96 KB

Càlcul del pH en Diferents Solucions

Reacció de l'Àcid Fluorhídric (HF)

HF + H2O ↔ F- + H3O+

Concentració inicial (Ca): 0,0010 mol/L (M)

Constant d'acidesa (Ka(HF)) = 10-3,25

Equilibri:

  • [HF] = Ca - x = 0,0010 - x
  • [F-] = x
  • [H3O+] = x

Ka = [F-]·[H3O+]/[HF]

10-3,25 = (x · x)/(0,001 - x) = x2/10-3

x2 = 10-6,25 - 10-3,25·x

x2 + 10-3,25·x - 10-6,25 = 0

x = [-10-3,25 + √(10-3,25)2 + 4·10-6,25]/2 = 5,2·10-4

Grau de dissociació (α) = x/Ca = (5,2·10-4 mol/L)/10-3 mol/L = 0,52 = 52%

[H3O+] = x = 5,2·10-4 mol/L

pH = -log[H3O+] = 3,27

Reacció de la Metilamina (CH3NH2)

CH3NH2 + H2O ↔ CH3NH3+ + HO- (metilamina)

Concentració inicial (Cb): 0,010 mol/L (M)

Constant de basicitat (Kb(CH3NH2)) = 10-3,34

Kw = 10-14

Equilibri:

  • [CH3NH2] = Cb - x = 0,010 - x
  • [CH3NH3+] = x
  • [HO-] = x

Kb = [CH3NH3+]·[HO-]/[CH3NH2]

10-3,34 = (x · x)/(10-2 - x) = x2/(10-2 - x)

x2 = 10-5,34 - 10-3,34·x

x2 + 10-3,34·x - 10-5,34 = 0

x = [-10-3,34 + √(10-3,34)2 + 4·10-5,34]/2 = 10-2,7

[HO-] = x

pOH = -log[OH-] = 2,71

pH + pOH = 14

pH = 14 - 2,71 = 11,28

Reacció de l'Àcid Cianhídric (HCN)

HCN + H2O ↔ CN- + H3O+

2H2O ↔ HO- + H3O+

Concentració inicial (Ca) = 10-3 mol/L (M)

Constant d'acidesa (Ka(HCN)) = 10-9,31

Kw = 10-14

[H3O+] = [CN-] + [HO-]

Ka(HCN) = [CN-]·[H3O+]/[HCN]

[CN-] = Ka·[HCN]/[H3O+]

Kw = [H3O+]·[HO-]

[HO-] = Kw/[H3O+]

[H3O+] = Ka·[HCN]/[H3O+] + Kw/[H3O+]

[H3O+]2 = Ka·[HCN] + Kw

[H3O+]2 = 10-9,31·10-3 + 10-14

[H3O+]2 = 10-12,31 + 10-14

[H3O+] = √(10-12,31 + 10-14)

pH = -log[H3O+] = 6,15

Càlcul del pH en Solucions d'Àcids i Bases Forts

a) Àcid Clorhídric (HCl)

pH de 30 mL de HCl 0,02 M

HCl + H2O ↔ Cl- + H3O+ (α = 1)

[Cl-] = [H3O+] = Ca

[H3O+] = 0,02 mol/L

pH = -log[H3O+]

pH = -log(0,02) = 1,7

b) Hidròxid de Sodi (NaOH)

pH de 70 mL de NaOH 0,01 M

NaOH ↔ Na+ + HO- (100%)

[HO-] = Cb = 0,01 mol/L

pOH = -log[HO-] = -log(10-2) = 2

pH = 14 - pOH = 12

c) Mescla de HCl i NaOH

pH de la mescla de 30 mL de HCl 0,02 M i 70 mL de NaOH 0,01 M

HCl + NaOH ↔ NaCl + H2O

H+ + HO- ↔ H2O

-ΔnHCl = -ΔnNaOH

nHCl = CHCl · VHCl = 0,02 mol/L · 0,03 L = 6·10-4 mol

nNaOH = CNaOH · VNaOH = 0,01 mol/L · 0,07 L = 7·10-4 mol

Reacciona tot el HCl i sobra NaOH.

nf(NaOH) = 7·10-4 - 6·10-4 = 1·10-4 mol

El NaOH sobrant produeix una concentració de [HO-] = nNaOH/Vtotal = 1·10-4 mol/0,1 L

[HO-] = 10-3 mol/L

pOH = 3

pH = 11

Càlcul del pH en Solucions d'Àcids i Bases Forts (Continuació)

a) Àcid Clorhídric (HCl)

50 mL de HCl 0,01 M

HCl + H2O ↔ Cl- + H3O+ (100%, α = 1)

[H3O+] = Ca = 10-2 M

pH = -log[H3O+] = -log(10-2) = 2

b) Hidròxid de Bari (Ba(OH)2)

50 mL de Ba(OH)2 0,01 M

Ba(OH)2 ↔ Ba2+ + 2OH-

Cb = 0,01 mol/L

[OH-] = 2·Cb = 0,02 mol/L

pOH = -log[HO-] = 1,7

pH = 14 - pOH = 12,3

c) Mescla de HCl i Ba(OH)2

pH de la mescla?

2HCl + Ba(OH)2 ↔ BaCl2 + 2H2O

-ΔnHCl/2 = -ΔnBa(OH)2/1

Entradas relacionadas: