Una soluzione contenente cloruro d’ammonio in acqua si idrolizza:
Il sale NH4Cl in acqua dissocia in ione ammonio NH4+ e ione Cl-.
Il cloro deriva dall’HCl, HCl è un ac. forte e Cl- è la sua base coniugata debole, per cui non interferisce nell’acidità della soluzione.
Lo ione ammonio NH4+ in acqua dissocia in ammoniaca NH3 e H+, poi idronio H3O+, ma per comodità scriveremo semplicemente lo ione H+.
L’ammonio interferisce sulla soluzione acidificandola.
Esercizio di idrolisi del cloruro d’ammonio:
Calcola il pH di una soluzione neutra di NH4Cl,
l’ammonio rimasto e
l’ammoniaca formata
Calcolo il pH di una soluzione neutra di NH4Cl
Calcola il pH di una soluzione neutra di NH4Cl concentrazione 0,3M, sapendo che il Kb è 1,8 x 10^-5 (costante di dissociazione basica dell’ammoniaca).
Per quel che abbiamo visto appena sopra, il pH scenderà, cioè avrà un pH inferiore a 7 (neutralità), quindi acida.
Solita tabella:
| NH4+ | acqua | NH3 | H+ | |
| inizio | 0,3 | 0 | 0 | |
| variazione | -X | +X | +X | |
| finale all’equilibrio | 0,3 – X | X | X |
Nella riga della variazioni: X non ha coefficiente,
infatti da una molecola di NH4+ si ottiene una molecola di NH3 e uno ione di H+ (una molecola di H3O+).
La reazione parte dall’acido NH4+ quindi abbiamo bisogno della Ka dello ione NH4+ per sapere quanto se ne forma. Ma l’esercizio ci dà invece il Kb dell’ammoniaca NH3, infatti l’ammonio deriva dalla base ammoniaca.
Con la formula inversa del K water possiamo risalire al Ka, infatti Kw = Ka x Kb
Sappiamo che il Kw = 1 x 10^-14
Quindi Ka = Kw / Kb = 1 x 10^-14 / 1,8 x 10^-5 = 5,6 x 10^-10
Ora con il Ka possiamo calcolare le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti:
Ka = [NH3+] x [H+] / [NH4+]
in questa formula inserisco il Ka appena determinato e le concentrazioni che ho nella riga finale della solita tabella:
5,6 x 10^-10 = [X] x [X] / [0,3-X]
Le concentrazione dei due prodotti (NH3+ e H+)sono uguali, quindi X^2
5,6 x 10^-10 = X^2 / [0,3-X]
risulta una equazione di 2° grado: aX^2 + bX + c = 0
Semplifico X = rdq Ka x M
X = rdq ( 5,6 x 10^-10 x 0,3) = 1,3 x 10^-5
pH dopo idrolisi del cloruro d’ammonio = -log ( 1,3 x 10^-5 ) = 4,89
Calcola l’ammonio rimasto e l’ammoniaca formata
| NH4+ | acqua | NH3 | H+ | |
| inizio | 0,3 | 0 | 0 | |
| variazione | – 1,3 x 10^-5 | 1,3 x 10^-5 | 1,3 x 10^-5 | |
| finale all’equilibrio | 0,299988 | 1,3 x 10^-5 | 1,3 x 10^-5 |
Se vuoi approfondire ti consiglio gli articoli sull’idrolisi dell’acido acetico a diverse molarità