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.