Fabrizio ha scritto:

Salve, mi scuso per il disturbo. Volevo chiederle aiuto per risolvere il seguente esercizio.

Calcolare la tensione di vapore a 25° C di una soluzione contenente 200 g di acqua e 3,75 g di un acido debole HA a peso molecolare 80 e con alfa 0,05. La tensione di vapore dell'acqua a 25 ° C è pari a 17,35 torr. Calcolare altresì il pH della soluzione.

Volevo precisare che per quanto riguarda il calcolo della tensione di vapore ho proceduto in questo modo: ho calcolato il numero di moli sia dell'acido debole che dell'acqua, dopo mi sono calcolato X solvente e infine ho fatto P_solvente = 17,35×Χ_solvente. ma non sono riuscito a trovare la strada per ricavarmi il pH.
Grazie in anticipo della risposta.

P.S.: Un piccolissimo dubbio: come si stabilisce se un elettrolita è debole o forte, solo dalla formula chimica?

Rispondo così:

In merito alla tensione di vapore della soluzione, hai individuato il percorso di risoluzione ma non hai tenuto conto del fatto che la relazione che hai applicato è valida soltanto per soluti non dissociati. L’elettrolita HA presenta invece un grado di dissociazione α = 0,05; per tenere in considerazione il numero effettivo di particelle presenti in soluzione, da cui dipendono le proprietà proprio per questo chiamate colligative, la relazione più utile è

(P° - P)/P° = Χ_soluto×(1 + α)           

P° è la tensione di vapore del solvente puro, mentre il fattore (1 + α) deriva dal fatto che:

• HA dissocia in H⁺ e A^-     
• per ogni mole di acido HA, si formano α moli di H⁺, α moli di A^- e restano in dissociate (1 – α) moli di HA
• il numero totale di particelle generate da una mole di HA è [(1 – α) + 2α] = (1 + α).

Per quanto riguarda il pH, conoscendo il grado di dissociazione dell’acido e il suo numero di moli, conosci di fatto il numero di moli di ioni H⁺ che esso libera; infatti, se 1 mole di acido genera α moli di H⁺, allora n moli di acido generano nα moli di H⁺. Il calcolo della concentrazione molare degli ioni H⁺ richiede la conoscenza del volume di soluzione in cui essi sono disciolti; se si conosce la densità della soluzione, la cui massa corrisponde a (200 + 3,75) g, si può calcolare in modo preciso il suo volume e quindi la [H⁺]. In caso contrario, data la modesta concentrazione della soluzione, si può considerare la sua densità coincidente con quella dell’acqua pura. Dividendo il numero di moli di ioni H⁺ per il volume in litri in cui sono disciolti, si ottiene la [H⁺] e calcolando il –log di tale concentrazione si ottiene il pH. A te i calcoli!

In merito all’ultimo tuo dubbio, per prevedere se un elettrolita è forte o debole è necessario conoscerne la natura; in genere, i composti ionici sono elettroliti forti mentre quelli molecolari sono spesso elettroliti deboli. La classificazione viene comunque effettuata a partire da misure sperimentali.