1r ciclo Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

[javirk]

Hola, tengo este problema y no sé cómo resolverlo, sé que $[OH^-] = 10^{-5}$ Pero ni idea de cómo seguir. ¿Alguien me ayuda?

(a) Determinar qué volumen (en mL) de NaOH 0.2M debe agregarse a 100 mL de NH4Cl 0.2 M para obtener
una disolución amortiguadora de pH=9.
(b) Determinar cuál será la solubilidad del hidróxido de cromo(III) en la disolución anterior

Un saludo y gracias de antemano.

[oscarmuinhos]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

Para el apartado a) tienes por empezar por saber cual es el equilibrio químico que hace esa función "reguladora" del pH (que tendrá que ser $NH_3 + H_3O^+ \Leftrightarrow NH_4^+ + H_2O$)y tomar en consideración dicho equilibrio en la correspondiente constante;
Para el apartado b): necesitas conocer la constante de solubilidad de $Cr(OH)_3$ y plantear la ecuación de equilibrio y constante de equilibrio sabiendo que la concentración de $OH^-$ de este equilibrio es el de la disolución reguladora (pH = 9 y pOH = 5)

[javirk]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

Es verdad, pensaba que había escrito el valor de las constantes pero no, lo siento. $K_b (NH_3) =1.8\cdot 100^{-5}$ $K_s (Cr(OH)_3) =6.3 \cdot 10^{-31}$. Y ahora, en el primer apartado, con ese equilibrio ¿qué más tendría que hacer? No acabo de verlo

Un saludo y gracias.

[oscarmuinhos]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

Apartado a:
Plantea el equilibrio $NH_4^ + + OH^- \Leftrightarrow NH_3 + H_2O$ y calcula su constante a partir de la $K_b(NH_3)$

Pones la expresión de la constante de equilibrio y substituyes en ella los datos del equilibrio, resuelves la la ecuación que te resulte y hallarás la cantidad de $NH_3$ en el equilibrio con lo que podrás calcular la cantidad de $OH^-$ inicial y con esta concentración inicial de $OH^-$ calcular el volumen que has de añadir para lograr esta concentración.

Apartado b:
Como tienes la concentración de $OH^-$ de una disolución reguladora (pH no cambia significativamente), puedes resolverlo sin antres resolver el apartado a)

El equilibrio de solubilidad será:

$Cr(OH)_3 (en H_2O) \Leftrightarrow {{Cr}^{+3 }}_{ac } + 3 {OH^-}_{ac}$ y la expresión de la constante:$k_s = [{Cr}^{+3 }]{[OH^-]}^{3 }$

Conoces la concentración de $OH^-$, substiuyes en la expresión de la constante de solubilidad y hallas la concentración $[{Cr}^{+3}]$. Esta será la solubilidad en moles/Litro porque se considera que practicamente todo el $Cr(OH)_3$[FONT=Verdana] disuelto está disociado y esta disociación da lugar a un mol de [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] [/FONT][Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] por cada mol de $Cr(OH)_3$

[FONT=Verdana]Animo[/FONT]

[gonzalo_16]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

Muy buenas, soy nuevo en este foro y justo he tenido problemas con este mismo ejercicio, al hacer ese equilibrio calculariamos la concentracion de OH- despues de eso que habria que hacer para usar el NaOH?, no creo que sea simplemente añadir lo que falte de OH-, no?

[oscarmuinhos]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

Bienvenido Gonzalo:

Calculaste la constante de la reacción?
Una vez calculada, substituye en la ecuación de la constante las concentraciones en el equilibrio (ten en cuenta sumar los volumenes para escribir la nueva concentración de equilibrio).
La concentración de $OH^-$ en el equlibrio ya la tienes a partir del pH de la disolución reguladora que quieres obtener ([Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] ). Lo que tienes es que calcular la concentración de las demás especies en el equilibrio, para a partir de estas calcular la cantidad de $OH^-$ que tuviste que echar inicialmente (que esto es lo que te piden).

O explica con más detalle que es lo que no sabes hacer....

[javirk]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

¡Hola! Obtenida la constante del equilibrio $NH_4^ + + OH^- \Leftrightarrow NH_3 + H_2O$ tengo que en el equilibrio hay: $10^{-5}M$ de $OH^-$, $X$ de $NH_3$ (que es lo que debería calcular) y de $NH_4^ +$ habría $\frac{0,02mol}{0,1+v}M$ (v es el volumen que habría que sumar de NaOH, ¿no?). Pues eso no lo sé hacer, y tampoco sé si está bien hecho.

Gracias, oscarmuinhos.

[oscarmuinhos]

Re: Determinar volumen para crear disolución amortiguadora

Planteando el equilibrio en número de moles:

$NH_4^+ + OH^- \Leftrightarrow NH_3 + H_2O$

Inicial: 0,02 moles de $NH_4^+$ + $n_0$ moles de$OH^-$ $\to$ 0 moles de $NH_3$ (El agua no interviene en la constante)

Reacción: -x moles de $NH_4^+$ - x moles de $OH^-$ $\to$ x moles de $NH_3$

Equilibrio: (0,02 - x) moles de $NH_4^+$ + $\left( n_0 - x \right)$ moles de $OH^-$ $\to$ x moles de $NH_3$

Concentración equlibrio: $\frac{0,02-x}{0,1+V}$ de $NH_4^+$ + $\frac{n_0-x}{0,01+V}$ de $OH^-$ $\to$ $\frac{x}{0,01+V }$ de $NH_3$

Introduces estos datos en la constante del equilibrio (Y BIEN EN QUE SENTIDO MANEJAS EL EQUILIBRIO PORQUE LA CONSTANTE TIENE QUE MANEJARSE EN EL MISMO SENTIDO) y teneis una ecuación;

Como la concentración de $OH^-$ que quieres tener en el equilibrio ya la conoces (a partir del pH que quieres tener):
en [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] tienes otra ecuación;

Y en la concentración del hidróxido sódico (el hidróxido se disocia totalmente, por lo tanto el número de moles de hidróxido sódico será el mismo que de $OH^-$) tienes la tercera ecuación: $n_0 =0,2.V$

Debe de saliros