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Il pH al punto equivalente di una titolazione NH3-HCl

Il pH al punto equivalente di una titolazione NH3-HCl

Disciplina: Chimica 
Tipo:
Domanda 
di Tiziana Fiorani, 29 Dicembre 2010

Christian ha scritto:

 

Buongiorno,

potrebbe aiutarmi in questo problema di chimica?

Grazie mille.

 

Calcolare il pH al punto di equivalenza della titolazione di 22,0 mL di una soluzione 0,12 M di NH3 (pKb = 4,4; pKw = 13,9) con HCl 0,110 M.

 

Ecco l’aiuto:

 

Al punto equivalente della titolazione tra ammoniaca e acido cloridrico, l’acido aggiunto ha trasformato tutta la base nel suo sale, cioè in NH4Cl, che in soluzione è dissociato in ioni NH4+ e Cl–. Il volume di acido aggiunto è:

 

VHCl = VNH3×MNH3/MHCl = 22,0mL×0,12mol/L/0,110mol/L = 24,0 mL

 

Mentre lo ione cloruro è una base debolissima e non è in grado di reagire con l’acqua, lo ione ammonio è apprezzabilmente acido, dato che la sua pKa è pari a 9,5; per una coppia acido-base coniugata vale, infatti, la seguente relazione:

 

pKa + pKb = pKw

 

In acqua, pertanto, avviene la seguente reazione di equilibrio, che rende acida la soluzione:

 

NH4+ + H2O = NH3 + H3O+

 

La concentrazione degli ioni H3O+, o più semplicemente H+, dipende dalla concentrazione dello ione ammonio, che è uguale a quella del sale, e dalla sua Ka, che è pari a 10-9,5 = 3,16×10-10. La relazione che in prima approssimazione possiamo applicare è:

 

[H+]2 = KaNH4+×CaNH4+

 

Tenendo conto che CaNH4+ è nNH4+/Vtot = 22,0mL×0,12mol/L/(22,0mL + 24,0mL) = 5,74×10-2 M, si ottiene:

 

[H+]2 = 3,16×10-10×5,74×10-2 = 1,81×10-11       

 

[H+] = 4,26×10-6          pH = -log[H+] = 5,37

 

In conclusione, il pH al punto equivalente è acido, come anticipato, e vale 5,37.

 

Tag: acidi e basi, acido debole, concentrazione molare, coppia coniugata acido-base, Ka, Kb, Kw, pH, punto equivalente


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