mañana rindo el parcial de quimica y no me cierran las cosas que hago, el enunciado dice así:
Tengo 700ml de solucion pH=11, ¿cuantos mg de HCl deben agregarse para que pH=3?

No entiendo como hacer. O sea, lo hago pero no sé bien por que hago lo que hago, creo que es porque tengo el resultado (?) Alguien podria explicarme como es?

Segun lo que me explico anteayer la profe de quimica, es masomenos asi:

Vos tenes 2 cosas... PH, que es con protones (H+) y POH que es con oxidrilos (OH-). Si tenes uno, averiguas el otro con esta cuenta: PH + POH = 14

El PH y el POH se calculan siempre con la molaridad, osea, tenes tantos nº de moles de algo, por cada 1000ml
Si vos tenes un componente que es HCl, y tenes la cantidad de moles de eso, tenes tambien los moles de H+, por tanto con eso podes calcular el PH = (-log n(p/1000ml))... si tenes una cantidad de moles de algo, por ejemplo aca para 700ml, la tenes qeu pasar a la cantidad para 1000ml.
Siempre vas a tenes OH ó H con otra cosa mas, y con eso calculas el PH o el POH


Para la resolucion,dame unos min!
Si tenes dudas pregunta y veo si lo se

(05-07-2013 20:11)Mardoc escribió:  Segun lo que me explico anteayer la profe de quimica, es masomenos asi:

Vos tenes 2 cosas... PH, que es con protones (H+) y POH que es con oxidrilos (OH-). Si tenes uno, averiguas el otro con esta cuenta: PH + POH = 14

El PH y el POH se calculan siempre con la molaridad, osea, tenes tantos nº de moles de algo, por cada 1000ml
Si vos tenes un componente que es HCl, y tenes la cantidad de moles de eso, tenes tambien los moles de H+, por tanto con eso podes calcular el PH = (-log n(p/1000ml))... si tenes una cantidad de moles de algo, por ejemplo aca para 700ml, la tenes qeu pasar a la cantidad para 1000ml.
Siempre vas a tenes OH ó H con otra cosa mas, y con eso calculas el PH o el POH


Para la resolucion,dame unos min!
Si tenes dudas pregunta y veo si lo se

Pero si me dice que el pH es 11, lo que me da cuando lo calculo es los moles en 700 ml... o los moles en 1000 ml?

Por ejemplo hay un ejercicio que dice que tengo 600 ml de solucion de 0,02 + 100 ml de otra sol 0,1m. Yo primero veo cuantos moles hay en los 600 ml de una y los 100 ml de otra... como hay mas moles de una que de otra, los resto. Y me da los moles que hay en los 700ml. Al final tengo que volver a pasarlo a los 1000ml... no seria igual si nunca los paso antes? no se si me entendes lo que te digo jajaja (mi profe de quimica no explica ni mierda y tengo que entender por mi cuenta)

el PH te lo da para 1000ml, y si vos tenes la cantidad de moles para 700ml de algo por ej., esa cantidad la tenes que pasar a 1000ml, y ahi sacas el PH....

Igual falta algo, si vos tenes que se suman 2 soluciones acuosas (el solvente es agua), y una tiene oxidrilos (OH) y la otra protones (H), tenes que neutralizarlas y con los moles que te sobren de algunadelas 2 soluciones, tanto sea de OH, como de H,tenes que usar eso para calcular el PH...
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Lo dije medio ambiguo, pero aca va ejemplo :

"Calcular el pH de la solución que resulta de mezclar 200ml de una solucion acuosa de ácido fuerte de pH=2 con 100ml de una solucion acuosa de KOH 0,05M"

200ml sn ácido fuerte -> pH=2 -> 10 ^-2 = 0,01 mol H+ / 1000ml

0,01 mol H+ ______ 1000ml nKOH = nOH- 0,05 mol OH- ________ 1000ml (es la molaridad del enunciado)
0,002 mol H+ =x ______ 200ml 0,005 mol OH- =x ________ 100ml

(H+) + (OH-) --> H2O
0,002 0,005 0,002 (esto es la neutralizacion)
sobram 0,003 moles OH- --> 0,003 mol OH- _________ 300ml (ya aca se toma la suma de las 2 soluciones)
0,01 mol OH- =x ________ 1000ml

pOH = -log (0,01) = 2 ---> pH = 14 - pOH -> pH = 12 --> RTA

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Vamos bien con esto?

Lo que dice él es que sabiendo el pH que e neste caso es 11, podes calcular la concentracion de Molaridad, que es Moles st / 1000ml (o algo así), entonces vos calculas los moles para tus 700 ml.

(05-07-2013 20:31)Mardoc escribió:  el PH te lo da para 1000ml, y si vos tenes la cantidad de moles para 700ml de algo por ej., esa cantidad la tenes que pasar a 1000ml, y ahi sacas el PH....

Igual falta algo, si vos tenes que se suman 2 soluciones acuosas (el solvente es agua), y una tiene oxidrilos (OH) y la otra protones (H), tenes que neutralizarlas y con los moles que te sobren de algunadelas 2 soluciones, tanto sea de OH, como de H,tenes que usar eso para calcular el PH...
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Lo dije medio ambiguo, pero aca va ejemplo :

"Calcular el pH de la solución que resulta de mezclar 200ml de una solucion acuosa de ácido fuerte de pH=2 con 100ml de una solucion acuosa de KOH 0,05M"

200ml sn ácido fuerte -> pH=2 -> 10 ^-2 = 0,01 mol H+ / 1000ml

0,01 mol H+ ______ 1000ml nKOH = nOH- 0,05 mol OH- ________ 1000ml (es la molaridad del enunciado)
0,002 mol H+ =x ______ 200ml 0,005 mol OH- =x ________ 100ml

(H+) + (OH-) --> H2O
0,002 0,005 0,002 (esto es la neutralizacion)
sobram 0,003 moles OH- --> 0,003 mol OH- _________ 300ml (ya aca se toma la suma de las 2 soluciones)
0,01 mol OH- =x ________ 1000ml

pOH = -log (0,01) = 2 ---> pH = 14 - pOH -> pH = 12 --> RTA

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Vamos bien con esto?

Si si, eso lo entiendo, hay que calcular la molaridad de nuevo al final no?
pero mm sigo pensando en como es el ejercicio que te dije antes, lo pudiste resolver?

Ahora me pongo a full a ver eso, mientras... dale con todo a la teoria!!! con eso te hacen mierda
aaa dijiste que tenias el resultado del ejercicio ese, pasalo

Es un ejemplo de neutralización, en el sentido que tenés un equilibrio químico (el de la concentración de \[OH^{-}\] y \[H_{3}O^{+}\]) que desplazás hacia hidronio con el agregado de clorhídrico. Aclarar esto es importante porque vos pediste una justificación de los cálculos que hacés -algo que no tiene ninguna complejidad desde un punto de vista algorítmico, de las cuentas que terminás haciendo, digamos.

El equilibrio químico es el de disociación del agua. Lo expresás como una ecuación que iguala el producto de las concentraciones de oxhidrilos e hidronios a la constante de disociación del agua (que a 25 ºC vale 10^[-14]):

(1) \[K_{w}=10^{-14}=[OH^{-}]\cdot [H_{3}O^{+}]\]

Esta expresión está implícita cada vez que se usan parámetros como el PH y el POH, que suman 14 (chequealo usando propiedades de logaritmos, en base decimal).

Por otro lado, tenés como dato que la concentración final de hidronios que requerís (dada a través del PH, que supongo sabés que es el logaritmo de la inversa de la concentración molar de hidronios):

(2) \[[H_{3}O^{+}]_{final}=10^{-PH_{final}}=10^{-3}\]

A continuación hay que realizar un balance de cargas. En general, estos ejercicios se plantean para el caso en que se agrega una solución de ácido con una concentración o PH definido, así que voy a resolver el problema en forma algebraica para el caso general (que no parece ser el que te plantearon a vos; esto lo hago por cuestiones didácticas, así que si estás apurada podes skipear lo que sigue hasta donde dice Basgufji). En principio, el balance de cargas debe tener en cuenta la variación del volumen de la solución original luego de agregar la solución de ácido. Y concretamente para soluciones diluidas del tipo que se emplean en la química analítica (que es la base experimental de estos problemas) se puede considerar válida la hipótesis de la aditividad de volúmenes (lo cual en general no es cierto).

Ahora bien, hay un dato faltante en tu problema (quizá se sobreentiende para el nivel del curso en el que estás, no lo sé), pero en principio con decir que la solución original tenía un PH igual a 11 no basta para resolverlo, porque ignoramos qué base produce la alcalinidad de la solución (¿Es una base fuerte como el hidróxido de sodio? ¿Es una base débil como el amoníaco?). De nuevo, en base a la simplicidad del planteo tal y como vos lo transcribiste, uno puede asumir que se trataba de una base fuerte (ej: NaOH o KOH) y entonces se puede postular que la concentración del catión metálico genérico (que yo llamo [Me+] a continuación) es prácticamente igual a la concentración de oxhidrilos originales:

\[[Me_{+}]_{original}+[H_{3}O^{+}]_{original}=[OH^{-}]_{original}\] (equilibrio de cargas);

\[[Me_{+}]_{original}=[OH^{-}]_{original}-[H_{3}O^{+}]_{original}=10^{-POH_{original}}-10^{-PH_{original}}\]

\[[Me_{+}]_{original}=10^{-3}-10^{-11}\approx 10^{-3}\]

Finalmente se plantea el balance de cargas. Llamo V_0 al volumen inicial de la solución y V_x al volumen de ácido a agregar; también aparece un término con la concentración de cloruros en el volumen de ácido agregado, que es igual a la molaridad del ácido (porque al ser fuerte, todo el HCl está completamente disociado en hidronio y cloruro en fase acuosa):

\[[Me_{+}]_{original}\cdot V_{0}+[H_{3}O^{+}]_{final}\cdot (V_{0}+V_{x})=[OH^{-}]_{final}\cdot (V_{0}+V_{x})+[Cl^{-}]_{ac}\cdot V_{x}\]

\[V_{x}=V_{0}\cdot\left ( \frac{[Me_{+}]_{original}+[H_{3}O^{+}]_{final}-[OH^{-}]_{final}}{[Cl^{-}]_{ac}+[OH^{-}]_{final}-[H_{3}O^{+}]_{final}} \right )\]

Basgufji

Así se resuelven en general este tipo de problemas, donde se pide el volumen de solución de ácido a agregar. En tu caso te piden mg de HCl (puro, suponiendo que alguien esté insuflando cloruro de hidrógeno gaseoso en la solución original). En ese caso el volumen total no cambia (V_0 = 700 mL antes y después de la acidificación) con lo cual el balance se simplifica muchísimo:

\[[Me_{+}]_{original}+[H_{3}O^{+}]_{final}=[OH^{-}]_{final}+\frac{n_{molesHCl}}{V_{0}}}\]

Los moles de HCl insuflados corresponden a los moles de anión cloruro disociado, por lo antedicho sobre los ácidos fuertes (disociación total al disolverse en agua).

\[m_{HCl}= Mr_{HCl}\cdot V_{0}\cdot \left ( [Me_{+}]_{original}+[H_{3}O^{+}]_{final} - [OH^{-}]_{final}\right )\]

Usando todos los datos, te da que la masa de HCl es igual a 51.03 mg. El término de la concentración de oxhidrilos es tan bajo (10^[-14]) que puede despreciarse con tranquilidad. Las únicas dos contribuciones al balance de cargas son así la concentración original de "metal acompañante de la base fuerte" (que a su vez es igual a la concentración original de oxhidrilos en la solución PH=11) y la concentración de hidronios final para la solución PH=3. Esto lo podés razonar de la siguiente manera: todo el HCl que agregás se consume primero para neutralizar la base original ("todos" los oxhidrilos) y lo que resta se acumula en forma de hidronios hasta llegar a la concentración de 10^[-3], que es el PH al que querés llegar.

Genio!!! Muchas gracias, postaaa (necesitaba que alguien de quimica me explicara la logica de las cosas que hacia mecanicamente)

Y una pregunta, cuando le restas al [OH] original el [H3O] original.. ese OH viene del resultado que yo quiero que me de, que es pH = 3?

No, de la solución "original", a PH 11.

El asunto es que para resolver el problema siempre planteás balances de carga del tipo que yo te escribí ahí, a veces con dilución (que es lo que traté de explicar, porque en esos casos varía el volumen total cuando agregás una solución de valorante -ácido o base fuerte, como el HCl- a la de partida, y esa dilución afecta a todo lo que estaba presente en esta última).

Como la solución tiene que ser siempre eléctricamente neutra, para cada oxhidrilo + *inserte la suma de todos los aniones presentes* hay una cantidad de carga igual en forma de hidronio + "inserte la suma de todos los cationes presentes". La solución alcalina de partida que te dan como dato tiene que tener cationes de algún tipo para contrarrestar la carga negativa de todos los hidroxilos (teniendo en cuenta que la cantidad de hidronios viene fijada por la ecuación (1) de equilibrio de disociación, que para PH=11 da un valor de 10^[-11] molar, totalmente despreciable frente a los 10^[-3] moles por litro de oxhidrilo). Esto que te digo en prosa es lo que plantea la ecuación que iguala el valor de [Me+] a 10^[-3] M en la solución original a PH=11 (la quinta ecuación en el orden que las fui escribiendo).

En la práctica, deberían decirte algo más sobre la solución de partida, porque hay muchas maneras en las que tu solución original puede tener PH 11, por ejemplo con una base débil. En ese último caso, que no quisiera meterme para no complicarte innecesariamente el panorama, no se puede igualar alegremente la diferencia entre la concentración de hidróxido e hidronio a la concentración de un catión acompañante (como es el caso con las bases fuertes, es decir cationes como el Na+ o el K+) sino que hay que tener en cuenta otro equilibrio más como el de la ecuación (1), pero esta vez para la disociación de la base débil (el ejemplo obligado es el amoníaco). Pero aunque todo esto es anecdótico, y no es necesario que lo manejes para resolver el problema que te plantearon, sí creo que tenés que saber que alguien debería decirte "la solución de partida de PH 11 fue preparada con NaOH" o algo por el estilo, porque no es válido asumirlo en general.

De nada!