Uso della Kb costante basica

Uso della Kb per determinare le concentrazione delle molecole in una soluzione basica

Dal Kb alle concentrazioni di reagenti e prodotti

Reazione: NH3 + H2O >< NH4+ + OH-

Da una mole di ammoniaca si forma una mole di ammonio e una mole di ioni OH-, hanno tutti lo stesso indice stechiometrico: 1.

La Kb all’equilibrio dell’ammoniaca si trova nelle tabelle delle basi deboli: 1,8 x 10^-5.

il pH di una mole di ammoniaca in 500 ml di soluzione

In mezzo litro d’acqua vengono aggiunte 1 mole di ammoniaca,

perciò la soluzione è 2 M di NH3.

Calcoliamo le concentrazioni all’equilibrio di ammoniaca NH3 e ammonio NH4+.

	base debole		acido coniugato forte
	ammoniaca	acqua	ammonio	H+
inizio	2	n.s.c.	0	0
variazione	– X		+ X	+X
finale	2 – X		X	X

(n.s.c. l’acqua non si considera)

Ka = [base coniugata forte] x [H+] / [acido debole]

1,8 x 10^-5 = [X] x [X] / [2-X]

(1,8 x 10^-5) x (2-X) = X^2

3,6 x 10^-5 – (1,8 x 10^-5) X = X^2

riordinando ci troviamo con una equazione di 2° grado:

-X^2 – (1,8 x 10^-5) X + 3,6 x 10^-5 = 0

X^2 + (1,8 x 10^-5) X – 3,6 x 10^-5 = 0

Scarto il valore negativo e trattengo solo il valore positivo.

X = 1,8 . 10^-5 + RDQ 3 x 10^-10 + (4 x 3,6 x 10^-5 ) /2

X = RDQ 1,4 x 10^-4

X = 1,18 . 10^-2 /2

X = 5,9 X 10 ^-3 è la variazione

Trovata la X la inserisco nella tabella di partenza, così ottengo le concentrazioni al raggiungimento dell’equilibrio di base e acido coniugato e OH-.

Calcolo la concentrazione di ammoniaca non dissociata e dei prodotti

	base debole		acido coniugato forte
	ammoniaca	acqua	ammonio	OH-
finale	2 – X		X	X
	2 – 5,9 X 10 ^-3		5,9 X 10 ^-3	5,9 X 10 ^-3
	1,9941		5,9 X 10 ^-3	5,9 X 10 ^-3

(n.s.c. l’acqua non si considera)

L’ammoniaca è cambiata poco, quel poco di ammonio che s’è formato cederà facilmente il protone acquisito, per tale ragione l’ammonio è un acido coniugato forte.