Welcome, Guest. Please login or register.

Autor Subiect: pH solutiilor  (Citit de 12541 ori)

0 Membri şi 1 Vizitator vizualizează acest subiect.

chimistaanca

  • Vizitator
pH solutiilor
« : Noiembrie 26, 2010, 10:53:27 a.m. »
Buna :)

Am cateva neclaritati referitoare la felul in care se calculeaza pH-ul unor solutii.
Am inteles ca la un acid tare, [H30+]=Cacid. De exemplu, [H3O+]=Cacid=0,01 M. => pH=2

Dar nu am inteles ce se intampla daca, sa zicem, preparam o solutie de acid clorhidric foarte diluata ( adaugam o picatura de HCl intr-un pahar cu apa) - de exemplu - 10 la -7 sau 10 la -8 M. Atunci, conform formulei, ar insemna sa avem o solutie bazica.  ??? . Stiu ca nu are sens sa faci asa ceva in practica, eu intreb teoretic.

O alta intrebare ar fi daca exista solutii cu pH=0. ( ex: HCl 1M)

Sper ca am fost destul de coerenta si ca ma veti putea ajuta.  ;)

BeeBee

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #1 : Noiembrie 26, 2010, 06:14:33 p.m. »
Pai gandeste-te ce se intampla la dizolvarea in apa a unui acid. Acidul ionizeaza, si cedeaza un proton si se transforma in baza conjugata.
Solventul, adica apa in cazul tau, joaca rol de baza si accepta protonii cedati de acid.
Daca iti amintesti, in apa pura ai echilibrul 2H2O <=> H3O+  + HO-. ( blabla treaba cu produsul ionic al apei, Kw ~ 10-14  ;D ) unde ai pH=7. 

Solutia de acid are deci caracter..acid :)) pentru ca pH este definit ca -lg[H3O+] si tu ai concentratia de H3O+ de la apa plus concentratia ionilor de H3O+ formati din reactia acidului cu apa.

Sper ca ai inteles  :-\

BeeBee

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #2 : Noiembrie 26, 2010, 06:24:57 p.m. »
Si in legatura cu pH-ul 0... in mod evident, matematic poti obtine si pH negativ la orice concentratie de ioni H3O+ mai mare decat 1M. Pe de alta parte, la concentratii mari, chiar si acizii tari nu disociaza complet. Este dificil sa masori experimental un pH negativ, cred... :-\ Pentru o explicatie mai exacta ma voi documenta, oricum eram la capitolul "Chimie analitica" saptamana asta  ;D :D

silvi

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #3 : Noiembrie 26, 2010, 06:32:00 p.m. »
La concentratii foarte mici de acid, pe langa ionii H+ proveniti in urma disocierii acidului (in cazul nostru acid tare => [H+] = Cacid) se ia in calcul si protonii proveniti in procesul de autodisociere a apei, pentru ca sunt concentratii foarte mici, deci comparabile, dar in modul acesta se mentine pH-ul sub 7, matematic, pentru ca totusi.. ai acid in solutie :D
Incearca sa scrii asta numeric si sa ne zici ce a iesit:D.

florin_try

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #4 : Noiembrie 26, 2010, 07:29:21 p.m. »
butterfly, solutia ta este neutra dpdv electric.
Poti scrie o ecuatie matematica de bilant de sarcini care sa reflecte asta? In care mai apoi inlocuiesti conform indicatiilor de mai sus?

chimistaanca

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #5 : Noiembrie 27, 2010, 03:59:54 p.m. »
Multumesc pentru explicatii.

Am inteles in mare cam care ar fi ideea. Deci daca doresc sa calculez pH-ul solutiei mele de HCl 10 la -8 M, atunci [H3O+]=10 la -8 + 10 la - 7 (din autodisocierea apei)

Deci pH=-lg[H+]=6.95

butterfly, solutia ta este neutra dpdv electric.
Poti scrie o ecuatie matematica de bilant de sarcini care sa reflecte asta? In care mai apoi inlocuiesti conform indicatiilor de mai sus?

Nu am inteles chiar bine la ce te referi  :-\

BeeBee

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #6 : Noiembrie 27, 2010, 04:37:32 p.m. »
Cred ca se refera la ecuatiile pentru echilibrele partiale, si apoi aduni echilibrele si iti da echilibrul global.
Pentru exemplul tau -

HCl <=> Cl- + H+
acid1    baza1


H2O+ H+ <=> H3O+
baza2           acid2

iar cand aduni ecuatiile, H+ se simplifica si ramane

HCl + H2O  <=> Cl- + H3O+
acid1  baza2    baza1  acid2

..care este neutra  ;)

florin_try

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #7 : Noiembrie 27, 2010, 07:25:08 p.m. »
Ma referam ca in solutie ai speciile ionice: Cl-, H+ si HO-, iar o ecuatie matematica de bilant ce rezolva f. usor problema, se poate scoate din bilantul de sarcini electrice ce reflecta electroneutralitatea solutiei.
De asemeni, dupa cum am sa arat mai jos, trebuie sa iei si HO- in considerare sub o anumita concentratie de HCl.

Ecuatia de bilant de sarcini este: Sarcini pozitive = sarcini negative (solutia e neutra electric). Adica:

[Cl-] + [HO-] =  [H+]

unde  [HO-]  il scoti din produsul ionic al apei:  [HO-] = Kw /  [H+] , iar [Cl-]  il scoti din faptul ca HCl e acid tare si deci total disociat in apa deci [Cl-]  este egala cu cantitatea de acid initial in mol/l (sa o notam C0) introdus  in apa. Evident, Kw=10-14.
Cu aceste notatii ecuatia de bilant de sarcini de mai sus devine:

C0 + Kw/H = H [1] ,

unde necunoscuta e H si e concentratia protonilor. E o ecuatie de gradul 2 de unde scoti H functie de Kw si C0. Aceasta ecuatie iti rezolva explciit problema.

Daca [HO-] <<(mult mai mic) [H+]  atunci Kw/H devine neglizabil si ecuatia devine

C0 = H  [2] ,

care iti spune ca la dizolvarea unui acid tare in concentratie suficient de mare in apa concentratia protonilor e egala cu cea de acid introdus.

Daca insa [HO-] e comparabil cu [H+] (si undeva in jurul valorii ≈ √Kw=10-7) atunci nu mai poti negliza HO din sistem si trebuie sa rezolvi ecuatia de ordin 2 aratata.

Pentru completare iata niste valori numerice in tabelul de mai jos:

C0(mol/l)         H rezolvat cu eq. 2        H cu eq. 1(exact)         HO=Kw/H (H e calculat cu eq. 1)
0.1                     0.1                      0.1                        10-13
0.01                   0.01                     0.01                      10-12
0.001                 0.001                    0.001000000010      0.9999999900*10-11
10-4                  10-4                      1.000001000*10-4     0.9999990000*10-10   
10-5                  10-5                      1.000099990*10-5     0.9999000200*10-9
10-6                  10-6                      1.009901951*10-6     0.9901951363*10-8
10-7                  10-7  *                   1.618033989*10-7     0.6180339887*10-7
10-8                  10-8  *                   1.051249220*10-7     0.9512492195*10-7
10-9                  10-9  *                   1.005012500*10-7     0.9950124998*10-7
10-10                 10-10  *                  1.000500125*10-7    0.9995001250*10-7
10-12                 10-12  *                  1.000005000e*10-7   0.9999950000*10-7


Prima coloana e cantitatea de HCl adaugata in mol/l (care e aceeasi cu concentratia Cl-) a doua coloana e H+ calculat cu [H+] = C_acid , a treia coloana e H+ calculat considerind si disociarea apei ca generind atit H+ cit si HO- iar HO- a fost explicit luat in considerare, iar ultima coloana e HO- din produsul ionic al apei si H+ riguros calculat.

Dupa cum vezi, la concentratii mai mari de 10-5 mol/l de acid, protonii pot fi aproximati destul de bine din cantitatea de acid adaugata. La concentratie de  10-6 mol/l de HCl introdus, eroarea e la a doua zecimala (cam de 1%).
Insa de la concentratii de HCl mai mici decit  10-7 , fara a considera  si disocierea apei si HO- la bilant (ca in eq. 1) , nu numai ca obtii numeric gresit dar obtii rezultat nefizic care indica mediu bazic. (ce e italic si cu star in tabel in coloana 2 e nefizic).



« Ultima Modificare: Noiembrie 27, 2010, 07:58:50 p.m. de florin_ »

BeeBee

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #8 : Noiembrie 27, 2010, 08:01:28 p.m. »
ok...asta da detaliere  :o mersi pt lamuriri  :D

chimistaanca

  • Vizitator
Re: pH solutiilor
« Răspuns #9 : Noiembrie 30, 2010, 10:51:35 a.m. »
Multumesc mult. 

Chiar am inteles. ;)