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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:

tampone basico

che può essere semplificata nella seguente:

tampone

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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