Formulario di chimica analitica PDF

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vs = in funzione

ATTIVITA' vs. CONCENTRAZIONE

COEFFICIENTE DI ATTIVITA' vs. FORZA IONICA

a ± = (γ+ γ− ) ⋅C ±

log γ = −0.51z 2 I

FORZA IONICA

I=

EQUILIBRIO vs. COEFFICIENTI DI ATTIVITA'

κ=

DHLL valida se I 0.01

pK vs. FORZA IONICA 2 pK =pκ−(mzM +nz N2 −bz2B−czC2 )⋅(0.51 I )

EQUILIBRIO generico

pKs = pκs −(z2A + z B2 )⋅ 0.51 I

pK 2 = pκ2 − 2 I

pK1 = pκ1 − I

ACIDO MONOPROTICO / ACIDO BIPROTICO BIPROTICO (Primo Equilibrio) (Secondo Equilibrio)

SALE

BILANCIO DI MASSA

C H A = [H n A]+[H n−1A− ]+[H n−2A2− ]+ ...+[An− ]

C HA = [H + ] = [A− ] ACIDO FORTE HA→H + +A−

n

ACIDO DEBOLE POLIPROTICO H 2A!H + +HA−

C M = [M ]+[ML ]+[ML2 ]+ ...+[MLn ]

C L = [L] +[ML ] + 2[ML2 ]+ ... + n[MLn ]

BILANCIO DI CARICA

rifare

[Ba 2+ ]+ [H + ] = [ClO−4 ]+[Cl − ]+[OH − ] BaClO4 +HCl

GRADO DI DISSOCIAZIONE di un ACIDO DEBOLE MONOPROTICO

ACIDO FORTE MONOPROTICO

[H + ] = C HA +

Kw [H + ]

FORMULA ESTESA (CHA < 10−6.35 )

[H + ] = C HA

αHA =

[HA] [H + ] = + C HA [H ]+ Ka

=

[A− ] Ka = + C HA [H ]+ Ka

FORMULA RIDOTTA (CHA > 10−6.35 )

ACIDO DEBOLE MONOPROTICO α

[H + ] = C HA ⋅

A− !#" #$ Ka

[H + ]+ Ka

αA−

−

+

FORMULA ESTESA (CHA < 10−6.35 )

[OH ] % Kw

[H + ]

[H + ] = C HA ⋅Ka FORMULA RIDOTTA (CHA > 10−6.35 ) α

αHA

!#"#$ [H + ] [HA] = C HA ⋅ + [H ]+ Ka

αHA + α A− = 1

GRADO DI DISSOCIAZIONE di un ACIDO DEBOLE BIPROTICO

A−

−

[A ] = C HA ⋅

!#"#$ Ka

αH

[HA]=C HA ⋅ αHA

[H + ]2 Ka = C HA −[H + ] FORMULA ESTESA ([OH− ]< 5% di [H+ ])

[H 2A] [H + ]2 = C HA [H + ]2 +Ka[H + ]+Ka Ka 1

−

⋅α −

A

=

[H + ]+ Ka α

[A− ]=C

2A

HA−

=

FORMULA RIDOTTA ([H+ ] < 5% di CHA )

Ka1[H ] [HA ] = C HA [H + ]2 +Ka[H + ]+Ka Ka 1

A−

[H + ]2 Ka = C HA

2

+

α

A2−

=

Ka1Ka 2 [A2− ] = C HA [H + ]2 +Ka[H + ]+Ka Ka 1

αH A + αHA− + αA2− = 1 2

2

2

vs = in funzione

ACIDO DEBOLE BIPROTICO ⎧⎪ ⎪H 2A! HA− +H + ⎨ − ⎪⎪HA !A2− +H + ⎪⎩

Ka1 Ka2

[H + ] = (αHA− + 2A2− )⋅C HA +

Kw [H + ]

[HA− ] =

Ka1[H 2A]

[A2− ] =

+

[H ] diprotico

C HA

⎯ ⎯⎯ ⎯ → Ka1 + 2 + Kw ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ ⎪ [H + ]= ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ se C ≫ Ka1

+

TAMPONE ACIDO

Ka Ka 1 2 Ka Ka 1 2 C Ka C 2

TAMPONE - AGGIUNTA DI ACIDO FORTE

HA+NaA + + − − ⎧ ⎪ ⎪BC → [H ] + [Na ] = [A ] + [OH ] ⎨ − ⎪ BM → C HA +C A− = [HA] + [A ] ⎪ ⎪ ⎩

⎧ ⎪ C A− = [A− ] + [OH − ]−[H + ] ⎪ ⎪ ⎨ + − ⎪ ⎪ ⎪ ⎩C HA = [HA] + [H ]−[OH ]

C C [H + ] = Ka HA ⎯ ⎯→ pH = pKa + log A− C A− C HA se C HA ,C

A−

≫ [H + ],[OH − ]

[H + ] = Ka

C A− −[H + ] C HA −[H + ] ⎯ ⎯ → pH = pKa + log C A− +[H + ] C + +[H + ] HA

TAMPONE - AGGIUNTA DI BASE FORTE

EQUAZIONE DI HANDERSON-HASSELBACH

[H + ] = Ka

TAMPONE BASICO

C HA + [OH − ] C A− −[OH − ]

⎯ ⎯→ pH = pKa + log

C A− + [OH − ] C HA+ −[OH − ]

⎛⎜ C − C ⎞⎟ [OH − ] = Kb A ⎯ ⎯→ pH = pKw −⎜⎜ pKb + log HA⎟⎟⎟ ⎜ C HA C A− ⎟⎠ ⎜⎝ CAPACITA' TAMPONE

⎛ ⎞⎟ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎜⎜ ⎟⎟ + ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ Ka Kw [H ] ⎟⎟ ⎜ ⎟ ⎜⎜ ⎟⎟ + ⎜ ⎟⎟ ⋅ CTOT + β = 2, 303 ⎜ [! H ] + ⎜⎜ + ⎟⎟ ⋅⎜⎜⎜ + ⎟ + ⎜⎝[H ]+ Ka ⎠ ⎝ [H ]+ Ka ⎟⎠ ! ⎜⎜ ] ⎟⎟⎟ [H solvente ! C +C $#$$ % "$ $#$$ % HA A− ⎜⎜trascurabile "$ ⎟⎟ solvente αHA α − ⎟ ⎜⎝ trascurabile ⎠ A se pH =pKa allora αHA =α

=0,5 A−

COSTANTI DEI LEGANTI

⎡ML ⎤ ⎢ ⎦⎥ K1 = ⎣ ⎡M ⎤ ⎡L ⎤ ⎣⎢ ⎦⎥ ⎣⎢ ⎦⎥ M +L ⎯⎯→ ML

α - VALORI

⎡ML ⎤ ⎥ ⎢ K2 = ⎣ 2 ⎦ ⎡ ML⎤ ⎡L ⎤ ⎣⎢ ⎦⎥ ⎣⎢ ⎦⎥ ML+L ⎯⎯→ ML2

α0 =

[M ] 1 = CM 1 + β1[L] + β2[L]2 + ... + βn [L]n

α1 =

β1[L] [ML] = CM 1 + β1[L] + β2[L]2 + ... + βn [L]n

α2 =

β1β2[L]2 [ML2 ] = CM 1 + β1[L] + β2[L]2 + ... + βn [L]n

COSTANTI GLOBALI

β2 = K1 ⋅ K 2 =

⎡ML ⎤ ⎡ML ⎤ ⎡ ML ⎤ ⎢ ⎢ ⎣⎢ ⎦⎥ 2 ⎥⎦ 2 ⎥⎦ = ⎣ ⋅ ⎣ ⎡ M ⎤ ⎡L ⎤ ⎡ML⎤ ⎡L ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ 2 ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎣⎢ ⎥⎦ ⎣⎢ ⎦⎥ ⎣⎢M ⎥⎦ ⎣⎢ L ⎦⎥

⎡ML ⎤ ⎥⎦ β1 = K1 = ⎢⎣ ⎡M ⎤ ⎡L ⎤ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦

M +2L ⎯⎯→ ML2

CONCENTRAZIONE DEL METALLO STECHIOMETRIA M : ML = 1 : 1

C M = [M ]+[ML ]+[ML2 ]+ ... CONCENTRAZIONE DEL LEGANTE

C L = [L]+[ML]+ 2[ML2 ]+ ...

β1 =

C M −[M ] 2

[M ]

⎯ ⎯→ [M ] =

EDTA

α4 =

K1K 2K 3K 4 + 4

+ 3

[H ] + K1[H ] + K1K 2[H + ]2 + K1K 2K 3[H + ]+ K1K 2K 3K 4

C M −[M ] β1

se β è ALTA ⎯⎯ ⎯⎯⎯ → [M ] =

CM β1

vs = in funzione

BETA CONDIZIONALI

βcond =

[M ]' = C M −[ML] = [M ]+ [MOH ]+ [M(OH )2 ]

[ML] [M ]'[L ]'

αM (OH ) =

[L]' = C L − [ML] = [L]+ [HL]+ [H 2L]

[M ] [M ] = [M ]' C M −[ML]

αL =

[L] [L] = −[ML] C [L]' L

βcond = β1 ⋅ αM (OH ) ⋅ αL [M ]=metallo nella forma M [M ]'=metallo non complessato nelle diverse fome

CONCENTRAZIONE DEL LEGANTE EDTA

C L = [H 4Y ]+[H 3Y − ]+[H 2Y 2− ]+[HY 3− ]+[Y 4− ] CL =

[H + ] [H + ]2 [Y 4− ] 4− ⎛⎜ [H + ]3 [H + ]4 ⎞⎟⎟ [Y ]⋅⎜⎜1 + + + + ⎟ ⎜⎝ K4 K 3K 4 K 2K 3K 4 K1K 2K 3K 4 ⎟⎠ α4

EDTA alfa - VALORI

[H 2Y 2− ] α2 = CL

− [H 3Y ] α1 = CL

[H Y ] α0 = 4 CL

α3 =

[HY 3− ] CL

α4 =

[Y 4− ] CL

PRODOTTO DI SOLUBILITA' e CONCENTRAZIONI

Ks = [M ]m [A]n = (mS)m (nS)n = m mn n (S)(m+n ) [M ] = mS

S = m+n

Ks m mn n

[A] = nS

EFFETTO DELLO IONE COMUNE

m n m se b ≫ S ⎯⎯ ⎯ ⎯→ Ks = (mS) (b) → S ≅

Ks = (mS)m (nS +b)n [M ] = mS

Ks m mbn

[A] = nS + b

es. Ce2(C 2O4 )3 " 2Ce 2+ + 3C 2O42− 3+

[Ce ]=2s ⎯ ⎯→ s = eccesso C 2O42− ⎯ ⎯

eccesso Ce

3+

O 2− ]=3s

[C 2 4 ⎯⎯ ⎯ ⎯⎯ →s=

[Ce 3+ ] 2 [C 2O42− ] 3

PRECIPITAZIONE FRAZIONATA

[A + ] = a

[B + ] = b ACl

[C + ] = c

+ [Cl − ] BCl

CCl

10−pKs [Cl ]A+ = [A+ ] !###"###$

10−pKs [Cl ]B + = [B + ] !###"###$

10−pKs [Cl ]C + = [C + ] !###"###$

1(valore + piccolo )

3(valore +grande )

2

−

−

−

ordine di ppt : 1,2, 3 +

inizio ppt 1 :[A ] =

10−pKs −

ACl

[Cl ]A+

+

inizio ppt 3 : [B ] =

10−pKs −

BCl

[Cl ]B +

[H 3O + ] =

Ka ⋅[specie] Ks

vs = in funzione

EFFETTO DEL pH

Kscond =

Ks p

(α )

S=

m+n

Kscond m

m n

αA =

n

A

Ka [H ]+ Ka +

AX p SALE DEBOLE IN ACIDO FORTE

[H + ] =

C Ks 1 ⋅ 1+ Ka S

Ks αA

S=

REDOX

E = E0 +

[Zn 2+ ] 0.059 log n [Zn]

E = E0 +

0.059 log ⎡⎢ pO [H + ]4 ⎥⎤ ⎣ 2 ⎦ n

Ecella = EC↑ − E A↓

O2 +4H + +4e − !2H 2O

E = E0 +

[PbSO4 ] 1 0.059 0.059 1 log log = E0 + ⋅ 2+ 2− n n γSO 2− [SO 42− ] [Pb ][SO4 ] 4

E = E0 +

0.059 loga Ag n

E = E0 +

0.059 log[Hg 2+ ] n

a Ag =

Ks aI −

Kf =

[HgY 2− ] [Hg 2+ ][Y 4− ]⋅ α4...