Força

QUÍMICA BATXILLERAT ACTIVITATS
Laboratori virtual de química:
Estudi de reaccions àcid-base (1)
Alumne/a: Isidro Fernández

Grup: A (y) Data: 11/03/2014


Per realitzar les activitats següents cal disposar d’un ordinador amb connexió a Internet i accedir a la versió en línia del ChemCollective’s VirtualChemistry Lab:

http://www.chemcollective.org/iqs/vlab/vlabCA.htm




Objectiu

Observar el valor de pH de diferents àcids forts i febles

Fonament teòric

El pH d’una dissolució aquosa es defineix com el logaritme decimal canviat de signe de la concentració molar d’ions oxoni (H3O+) presents en la dissolució.

pH = - log [H3O+ ]

Els àcids forts es troben totalment dissociats enaigua i, per tant, en dissolució només hi trobem les espècies ionitzades, però no hi ha gairebé cap molècula de l’àcid inicial:
HCl (aq) + H2O (l)  Cl- (aq) + H3O+ (aq)

Els àcids febles es troben parcialment dissociats en aigua i, per tant, en dissolució coexisteixen, en equilibri, les molècules de l’àcid inicial i les espècies ionitzades:

CH3COOH (aq) + H2O(l)  CH3COO - (aq) + H3O+ (aq)

Material i reactius del laboratori virtual

Cal seleccionar i situar sobre l’espai de treball del laboratori virtual els següents materials i productes:

Materials: Vasos de precipitats
Productes: dissolucions de diverses concentracions d’àcids forts (HCl, HClO4, HNO3, H2SO4) i febles (HF, HCN i CH3COOH)



Procediment

1. pH d’un àcid fort iconcentració

En quatre vasos de precipitats posem, respectivament, 10 mL de dissolució d’àcid clorhídric de concentracions 0,1 M, 1,0 M, 3,0 M i 10,0 M. Anotem els valors de pH en la taula 1.
[HCl]
(mol·L-1 )
pH mesurat
pH calculat
0,1
1
1
1,0
0
0
3,0
-0,48
-0,48
10,0
-1
-1
Taula 1

Calculem el valor del pH de les quatre dissolucions anteriors amb ajuda de l’expressió pH= -log [H3O+] i anotem els resultats en la taula 1.

2. pH de diferents àcids forts

En quatre vasos de precipitats posem, respectivament, 10 mL de dissolució de la mateixa concentració (per exemple, 3,0 M) d’àcids forts diferents. Anotem els valors de pH en la taula 2.
Àcid fort
(tots de concentració 3,0 M)
pH mesurat
HCl
-0,48
HBr
-0,48
HNO3
-0,48
HClO4
-0,48
Taula 2

3.Comparació del pH d’àcids forts i febles

Mesurem el pH de dues dissolucions de la mateixa concentració (per exemple, 1,0 M) d’un àcid fort (per exemple, HCl) i d’un àcid feble (per exemple l’àcid etanoic, també anomenat àcid acètic). Anotem els valors de pH en la taula 3.

Àcid
(els dos de concentració 1,0 M)
pH mesurat
HCl
0
CH3COOH
2,38Taula 3

4. Comparació del pH de diferents àcids febles

En sis vasos de precipitats posem, respectivament, 10 mL de dissolució de la mateixa concentració (per exemple, 1,0 M) d’àcids febles diferents: HF, HCN, CH3COOH, HClO, HBrO i HIO). Anotem els valors de pH en la taula 4.

Àcid feble
(tots de concentració 1,0 M)
pH mesurat
HF
1,60
HCN
4,60
CH3COOH
2,38
HClO
3,76
HBrO4,32
HIO
5,32
Taula 4

Anàlisi dels resultats

1. Quines conclusions pots extreure de les dades recollides en la taula 1?
Podem veure que els resultats calculats i els mesurats són iguals, sense cap mínim error.
2. Quina de les següents dissolucions tindrà un pH més àcid: 10 mL de dissolució d’HCl 1,0 M o 250 mL de dissolució d’HCl 1,0 M. Raona la teva resposta. Si cal, realitza lacomprovació amb ajuda de les eines del laboratori virtual.
Tindran el mateix nivell de pH, ja que la seva molaritat és la mateixa i això és el que fa variar el pH.
3. A quina conclusió arribes després d’examinar els valors recollits en la taula 2?
Que tot àcid fort a una mateixa molaritat tindrà el mateix nivell de pH.
4. Escriu les equacions químiques corresponents a la dissociació en aigua...