Chimica generale e inorganica - guida alla risoluzione dei problemi

CH COOH + H O CH COO + H O

3 2 3 3

+ -

HCl + H O H O + Cl

2 3

+ -

H O H O + OH

2 3 +

Come si nota l’ H O proviene sia dall’acido che dall’acqua,ma

3

quest’ultima quantità ( quella cioè proveniente dall’acqua) è

trascurabile rispetto alla quantità proveniente dall’acido.

Tuttavia avviene anche la seguente reazione:

- +

CH COO + H O CH COOH + H O

3 3 3 2

Sapendo che il numero di moli si calcola mediante la relazione M x

V ( cioè molarità per volume), calcoliamo il numero di moli dei

reagenti della reazione in rosso.

-

Moli CH COO = moli CH COONa = 0,250 moli

3 3

+ -2

Moli H O = moli HCl = 2 x 10

3 +

Le moli di H O sono uguali a quelle di HCl poiché quest’ultimo è un

3

acido forte. +

Analizzando il numero di moli risulta evidente che H O è il reagente

3

limitante e reagisce totalmente. Si formano quindi 0,02 moli di

CH COOH e ne avanzano

3 -1 -

0,250-0,02 = 2,3 x 10 moli di CH COO

3

Dal momento che sono presenti sia l’acido che la sua base coniugata

si forma il seguente sistema tampone :

- +

CH COOH + H O CH COO + H O

3 2 3 3

- -

CH COO + H O CH COOH + OH

3 2 3

Le moli di CH COOH sono 0,02 più quelle già presenti in soluzione

3

-1

e cioè 1,8 x 10 ( sempre applicando la relazione M xV).

-1 -1

Moli totali CH COOH = 1,8 x 10 + 0,02 = 2 x 10 moli.

3

A questo punto ricalcoliamo le concentrazioni dell’acido e della sua

base coniugata nel volume totale.

-1

[CH COOH] = 2 x 10 / 1,2 = 0,16 M

3 - -1

[CH COO ] = 2,3 x 10 / 1,2 = 0,19 M

3

Come si nota dagli equilibri di dissociazione dell’acido e della base

di CH COOH si dissocia una certa quantità x che viene riformata

3

dalla base. Queste quantità che si dissociano e si formano come

scritto sopra si possono indicare con x e y e si ottiene:

[CH COOH] = 0,16 - X + Y

3 -

[CH COO ] = 0,19 – Y + X

3

Ricordando che…

-5

K = 1.8 x 10

a -14 -5 -10

K = K / K = 1 x 10 / 1,8 x 10 = 5,55 x 10

b w a

Poichè K >> K possiamo trascurare il contributo della y

a b

- +

[CH COO ][H O ] / [CH COOH]

3 3 3

-5

1,8 x 10 = (0,19 + x) x / 0,16 - x

Vista la notevole differenza di valore tra le concentrazioni e la

costante di dissociazione possiamo trascurare la x nella somma e

nella differenza e viene fuori :

-5

1.8 x 10 = 0,19 x / 0,16 da questa equazione viene fuori che

+ -5

x = [H O ] = 1,52 x 10

3

pH = 4,82

Quindi andando a sostituire in modo opportuno la x si ottengono le

seguenti concentrazioni:

+ -5 +

[H O ] = 1,52 x 10 [CH COOH] = 0,16 M [Na ] = 0,21 M

3 3

- -

[CH COO ] = 0,19 M [Cl ] = 0,500 M

3

Un composto contenente fosforo, azoto e cloro diede all’analisi

3) elementare 61,17 % di Cl e 26,72 % di P. 1,2952 g di questo

composto furono disciolti in 15,00 ml di benzene ( d= 0,879 g/ml)

producendo una soluzione che congela a 4,03 ° C. Il benzene usato

come solvente ha un punto di congelamento di 5,48 ° C e K f

(costante crioscopica) di 5,12. Qual è la formula molecolare del

composto?

SVOLGIMENTO

Per prima cosa dobbiamo tenere conto della relazione riguardante

l’abbassamento crioscopico: ∆T = K x m

f

Da questa relazione possiamo ricavare la molarità m = ∆T/K f

In questa relazione andiamo a sostituire i valori numerici:

∆T = 5,48-4,03 = 1,45 °C

K = 5,12

f m = 0,28 moli/1000 g solvente

Parallelamente conoscendo la densità del solvente e cioè del benzene

è possibile calcolare i grammi di solvente nei quali andremo poi a

calcolare le moli di composto d = g/ml

g = d x ml = 0,879 x 15,00 = 13,19 g

A questo punto sappiamo che in 1000 g di solvente ci sono 0,28 moli

di composto,per sapere invece il numero di moli di composto in

13,19 g di solvente impostiamo la seguente proporzione :

0,28 :1000 = x : 13,19