pH di un tampone ammoniaca-cloruro di ammonio
Esercizio sul pH di un tampone ammoniaca-cloruro di ammonio
Si determini il pH della soluzione ottenuta aggiungendo 1,0 dm3 di NH3 misurati alle condizioni standard a 100 cm3 di una soluzione 0,320 M di HCl .
Si consideri Vfinale = 100 cm3 ; kb (NH3) = 1,85 · 10-5
Svolgimento dell'esercizio
1 mole di qualsiasi gas mantenuta in condizioni standard occupa un volume di 22,414 litri.
È pertanto possibile, mediante una semplice proporzione, determinare le moli di NH3:
1 mol : 22,414 l = X : 1 l
da cui:
X = (1 mol · 1 l) / 22,414 l = 0,0446 mol di NH3
Calcoliamo le moli di HCl moltiplicando la molarità per il volume:
n (HCl) = M · V = 0,320 mol/l · 0,1 l = 0,0320 mol
Sciogliendo NH3 nella soluzione di HCl, avviene la seguente reazione:
NH3 + HCl → NH4Cl
0,0320 mol di HCl reagiscono completamente con altrattante moli di NH3.
Delle 0,0446 mol iniziali di NH3 a fine reazione ne rimangono 0,0446 - 0,0320 = 0,0126 mol con formazione di 0,0320 mol di NH4Cl:
........NH3 + ...........HCl .....→ ....NH4Cl......
....0,0446...........0,0320...........0............inizio reazione
0,0446-0,0320.........0..........0,0320........fine reazione
Si ha una soluzione tampone.
Il calcolo del pH di un tampone basico avviene con la seguente formula:
che può essere semplificata nella seguente:
visto che l'acido e la base occupano lo stesso volume (quello della soluzione) e quindi il rapporto delle loro concentrazioni è anche il rapporto del loro numero di moli.
Per cui:
[OH−] = (Kb · nb)/ ns = (1,85 · 10-5 · 0,0126) / 0,0320 = 7,08 · 10-6 mol/l
da cui, applicando la formula per il calcolo del pOH:
pOH = - log [OH−] = - log (7,08 · 10-6) = 5,15
Ricordando che: pH + pOH = 14
si ha:
pH = 14 - pOH = 14 - 5,15 = 8,85
Quindi il pH finale della soluzione è di 8,85.
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