Calcola il pH di una soluzione di bromuro di ammonio 2 x 10 alla meno 2 M, quindi 0,02 M
Il bromuro d’ammonio NH4Br in acqua si scioglie in un NH4+ e un Br-.
NH4+ è l’acido coniugato forte della base debole ammoniaca NH3.
Il Br- è la base coniugata debole dell’ac.forte HBr.
Quindi nell’acqua agisce solo l’acido forte NH4+: la soluzione è acida.
Ho bisogno della Ka dell’ammonio: nella tabella delle Ka non la trovo, allora vado nella tabella delle Kb e cerco l’ammoniaca: Kb = 1,8 ∙10‒5.
Ka = 10^-14 / 1,8 ∙10‒5 = 5,55 ∙10‒ 10
La reazione all’equilibrio è NH4+ >< NH3 + H+
All’equilibrio si ottiene la stessa concentrazione di NH3 e ioni H+ e si perde la stessa quantità di ioni NH4+.
Compiliamo la tabella sottostante scrivendo nella seconda riga le concentrazioni iniziali delle 3 molecole in gioco.
Nella terza riga ricompare la reazione con le variazioni molari, determinate dal Ka.
Infine nell’ultima riga compare il risultato finale, comprensivo delle variazioni.
| NH4+ | NH3 | H+ | |
| inizio | 0,02 | 0 | 0 |
| variazione | – X | + X | + X |
| fine | 0,02 – X | X | X |
Il valore dei prodotti e dei reagenti che si trovano nella quarta e ultima riga della tabella, diventano le concentrazioni da inserire nella formula della costante di equilibrio:
La Ka = [prodotti] / [reagenti]
Ka = [X].[X] / [0,02 -X)
Ka = X^2 / 0,02 -X
sostituiamo la Ka
5,55 ∙10‒ 10 = X^2 / 0,02 -X
ne viene una equazione di 2° grado:
X^2 + 5,55.10^-10 – 1,1:10^-11
pH = -log ( 3,3 .10^-6) = 5,48
La soluzione di bromuro d’ammonio ha pH 5,48
Vuoi imparare a semplificare i calcoli, vedi l’articolo sul NH4Cl