Chimica generale e inorganica - schemi per il Calcolo del pH di soluzioni acquose

Calcolo del pH per soluzioni acquose

Procedura

1. Calcolare le concentrazioni molari o normali

Nj = concentrazione normale della specie j-esima = M (molarità) x valenza + che l’acido può cedere, dove la valenza = numero di H_o che la base può acquistare!

Soluzioni con 1 solo soluto

• V di soluzione di specie 1 a concentrazione C^°₁
• 1 + V di H₂O
• V = V + V di soluzione di specie 1 a conc. C = C^° x V / V_TOT12 1₁ 1_TOT
• g grammi di specie 1
• 1 + V di H₂O
• V di soluzione di specie 1 a conc. C = (g / PM) / V₂1₁2
• V di specie 1 GASSOSA ad una certa T e P (es. c.n. => T = 273 K, P = 1 atm)
• 1 + V di H₂O
• V di soluzione di specie 1 a conc. C = (P V / R T) / V₂1₁2₁

Soluzione con due soluti

• V di soluzione di specie 1 a concentrazione C^°₁
• 1 + V di soluzione di specie 2 a concentrazione C^°₂
• V = V + V di soluzione di specie 1 a conc. C = C^° x V / V_TOT12 1₁ 1_TOT e di specie 2 a conc. C = C^° x V / V₂2_2TOT
• V di soluzione di specie 1 a concentrazione C^°₁
• 1 + g grammi di specie 2
• V di soluzione di specie 1 a conc. C = C^°₁1 e di specie 2 a conc. C = (g / PM) / V₂1
• V di soluzione di specie 1 a concentrazione C^°₁
• 1 + V di specie 2 GASSOSA ad una certa T e P (es. c.n. => T = 273 K, P = 1 atm)
• V di soluzione di specie 1 a conc. C = C^°₁1 e di specie 2 a conc. C = (P V / R T) / V₂2₁

N.B.: Nj = concentrazione normale della specie j-esima == M (molarità) x valenza + che l’acido può cedere, dove la valenza = numero di H_o che la base può acquistare!

2. Al punto di equivalenza di una titolazione acido-base

Na^° Va = Nb^° Vb

Per effetto della diluizione conseguente al mescolamento dei due volumi Va e Vb:

• Na = (Na^° Va) / (Va + Vb)
• Nb = (Nb^° Vb) / (Va + Vb)
• Ns = (Ns^° Vs) / (Vs + Vb)
• Ns = (Ns^° Vs) / (Vs + Va)

3. Scrivere le reazioni quantitative e impostare le relative tabelle per la variazione di concentrazione delle specie coinvolte

• Dissociazione di sali
• Reazione acido-base
• Dissociazione di acidi o basi forti se avanzano dalla reazione precedente

4. Scrivere la reazione di equilibrio

Sulla base di quello che si ha in soluzione alla fine del punto 3) e impostare la relativa tabella per la variazione di concentrazione delle specie coinvolte:

• Dissociazione di acido o base debole secondo la Ka o Kb, rispettivamente
• Equilibrio tra acido debole e la sua base coniugata (tampone acido) secondo la Ka, o tra base debole e il suo acido coniugato (tampone basico) secondo la Kb
• Idrolisi dell’acido coniugato di una base debole secondo la Ki = Kw / Kb
• O della base coniugata di un acido debole secondo la Ki = Kw / Ka

Tabelle per il calcolo del pH

In base alla variazione di concentrazione normale (N):

• Acido forte: pag. 5
• Acido debole (Ka): pag. 5
• Acido forte + acido debole (Ka): pag. 5
• Acido debole (Ka) (HA) + suo sale (Kb = Ki) (es. Na^- A^-) = Tampone acido: pag. 6
• Acido debole (Ka) (HA) + suo sale (Kb = Ki) (es. Na^- A^-) + aggiunta di acido forte e/o base forte = Tampone acido: pag. 6
• Sale acido (Ka = Ki) (= acido forte + base debole (Kb)) (es. NH₄Cl): pag. 6
• Base forte: pag. 7
• Base debole (Kb): pag. 7
• Base forte + base debole (Kb): pag. 7
• Base debole (Kb) (BOH) + suo sale (Ka = Ki) (es. B^- Cl^-) = Tampone basico: pag. 8
• Base debole (Kb) (BOH) + suo sale (Ka = Ki) (es. B^- Cl^-) + aggiunta di acido forte e/o base forte = Tampone basico: pag. 8