Come calcolare la molarità iniziale a partire dal pH o dal pOH

Introduzione

La chimica è una delle materie più ostiche che tutti gli studenti che decidono di frequentare l'istituto tecnico industriale o il liceo scientifico si troveranno ad affrontare.

Una delle grandezze fondamentali nello studio della chimica è sicuramente la molarità, ossia il numero di moli di soluto (ovvero il materiale disciolto) in un litro di soluzione.

La molarità viene utilizzata anche per esprimere la concentrazione di una soluzione. Nella seguente guida vedremo in particolare come calcolare la molarità iniziale a partire dal pH o dal pOH.

Occorrente

• Nozioni basilari sui logaritmi e sul pH o pOH;
• capacità nello scrivere una reazione di dissociazione di un composto chimico.

La dissociazione di acido acetico

Innanzitutto, dovete considerare il seguente esercizio: in una dissociazione di acido acetico, ad una specifica temperatura costante, si misura la "Kc" ed il "pH" e si nota che la "Kc = 1,8 * 10⁻⁵ M" ed il "pH = 2,85".

Per calcolare le concentrazioni iniziali, la risoluzione del problema consiste nel dissociare l'acido acetico (la cui formula chimica è "CH₃COOH") dall'acqua pura; nello specifico, tale dissociazione fornisce il risultato "H CH₃COO-".

Siccome il "pH" è inferiore a 7, questo composto chimico organico sarà propriamente un acido. Pertanto, nel dissociarlo deve obbligatoriamente esserci la liberazione di ioni "H".

La tabella delle concentrazioni

Utilizzando la suddetta relazione tra le concentrazioni molari all'equilibrio degli ioni "H" ed il "pH", potete quindi scrivere: 2,85 = - log[H].

Sapendo che per una semplice proprietà dei logaritmi, "[H] = 10^(-2,85), è possibile concludere che "[H] = 0,0014125M = [CH₃COO-]".

Adesso dovrete costruire la cosiddetta tabella delle concentrazioni, ponendo quelle iniziali ("[CH₃COOH] = x" e "[H] = [CH₃COO-] = 0") come incognite da calcolare ed utilizzando la concentrazione molare all'equilibrio di "H": "[H] = [CH₃COO-] = 0,0014125M" e "[CH₃COOH] = x - 0,0014125M".

Relazione tra la costante

Successivamente, poiché voi conoscete il valore della "Kc", vi basterà semplicemente utilizzare la relazione esistente tra la costante all'equilibrio delle concentrazioni e le concentrazioni molari delle diverse sostanze chimiche.

Pertanto, avrete: "1,8 * 10⁻⁵ = (0,0014125)² / x - 0,0014125", da cui otterrete "1,8 * 10⁻⁵ x - 1,8 * 10⁻⁵ * 0,0014125 = 0,000002, ovvero "1,8 * 10⁻⁵ x - 2,5425 * 10⁻⁸ = 0,000002.

Proseguendo con la risoluzione dell'equazione, si avrà "1,8 * 10⁻⁵ x = 2,5425 * 10⁻⁸ 0,000002, che precisamente è uguale ad "1,8 * 10⁻⁵ x = 0,000001998".

Infine, come risultato dell'incognita, otterrete "x = 0,011", che rappresenta proprio il valore corrispondente alle concentrazioni iniziali di "CH₃COOH".

Consigli

Se non conoscete le proprietà dei logaritmi, ricordatevi la seguente relazione: [H] = 10⁻ᵖʰ.

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