Per collaboratore | Aggiornato il 30 agosto 2022
L'ammoniaca (NH₃) è un gas volatile che si dissolve facilmente in acqua e agisce come una base debole. L'equilibrio in soluzione acquosa è rappresentato dalla reazione:
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
L'acidità o la basicità della soluzione risultante è espressa come pH, il logaritmo in base 10 negativo della concentrazione di ioni idrogeno ([H⁺]). Per le basi, la costante di dissociazione della base (Kb) è definita come:
Kb =[NH₄⁺][OH⁻]/[NH₃]
dove le parentesi indicano le concentrazioni molari. Kb dipende dalla temperatura e solitamente viene calcolato a 25°C. Per l'ammoniaca, Kb =1,8×10⁻⁵.
Moltiplicare il valore Kb per la concentrazione totale di ammoniaca (Cₜ =[NH₃] + [NH₄⁺]) e per 4. Il fattore 4 deriva da un'approssimazione quadratica utilizzata quando la base è debole e la ionizzazione è piccola. Ad esempio, se Cₜ =0,10M:
Termine prodotto =4 × Kb × Cₜ =4 × 1,8×10⁻⁵ × 0,10 =7,2×10⁻⁶.
Prendi la radice quadrata del termine prodotto per approssimare la concentrazione di ioni idrossido ([OH⁻]):
[OH⁻] ≈ √(7,2×10⁻⁶) =2,683×10⁻³M (arrotondato al millesimo più vicino).
Sottrai il valore Kb dal [OH⁻] preliminare e dividi per 2 per ottenere un [OH⁻] più accurato (questo corregge il piccolo contributo di Kb al prodotto ionico):
[OH⁻] =(2.683×10⁻³ – 1.8×10⁻⁵) / 2 =1.333×10⁻³M.
Utilizza la costante del prodotto ionico dell'acqua (Kw =1,0×10⁻¹⁴M²) per trovare [H⁺]:
[H⁺] =Kw / [OH⁻] =1,0×10⁻¹⁴ / 1,333×10⁻³ =7,502×10⁻¹¹M.
Infine, calcola il pH come logaritmo negativo in base 10 di [H⁺]:
pH =–log₁₀(7,502×10⁻¹¹) =10,12.
Pertanto, una soluzione di ammoniaca 0,10M a 25°C ha un pH di circa 10,12.
