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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:

tampone basico formula semplificata

in cui:

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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