pH di una soluzione ottenuta mescolando NH3 e NH4Cl
Esercizio sul calcolo del pH di una soluzione ottenuta mescolando NH3 e NH4Cl
Calcolare il pH di una soluzione ottenuta mescolando 600 mL di soluzione di NH4Cl 0,12 M e 400 mL di soluzione di NH3 0,080 M. Si sappia che KbNH3 = 1,8 · 10-5.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo del pH di una soluzione ottenuta mescolando tra loro 600 mL di soluzione di cloruro di ammonio 0,12 M e 400 mL di soluzione di ammoniaca 0,080 M.
Mescolando tra loro NH4Cl e NH3 si ottiene una soluzione tampone costituita da una base debole (NH3) e dal suo un sale (NH4Cl); mescolando NH4Cl con NH3 non si ha alcuna reazione chimica ma semplicemente la formazione di una soluzione tampone.
Per una soluzione tampone formata da una base debole e dal suo acido coniugato (NH3 / NH4Cl), è possibile determinare la concentrazione degli ioni OH− della soluzione per mezzo della seguente formula:
in cui:
- Kb = costante di ionizzazione della base
- nb = numero di moli della base
- ns = numero moli del sale
Calcoliamo le moli di NH3 moltiplicando la molarità della soluzione per il volume in litri della stessa:
nb = Mb · Vb = 0,08 · 0,400 = 0,032 mol
Allo stesso modo calcoliamo le moli del sale (NH4Cl):
ns = Ms · Vs = 0,12 · 0,600 = 0,072 mol
Applichiamo la formula precedente e sostituiamo ad nb e ns i valori appena trovati mentre a Kb il valore 1,8 · 10-5:
[OH−] = 1,8 · 10-5 · 0,032 / 0,072 = 8,0 · 10-6
Ricordando che il pOH è il logaritmo negativo della concentrazione degli ioni OH−, si ha che:
pOH = -log[OH−] = -log(8,0 · 10-6) = 5,1
Infine, ricordando che pH + pOH = 14 si ha che:
pH = 14 - pOH = 14 - 5,1 = 8,9
Pertanto il pH della soluzione ottenuta mescolando NH3 e NH4Cl è pari a 8,9.
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