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L'ammoniaca (NH3) è un gas che si dissolve facilmente in acqua e si comporta come una base. Il bilancio dell'ammoniaca è descritto dall'equazione NH3 + H2O = NH4 (+) + OH (-). Formalmente, l'acidità di una soluzione è espressa come pH. Questo è il logaritmo della concentrazione di ioni idrogeno (protoni, H +) in soluzione. La costante di dissociazione della base (Kb) è definita come Kb = [NH4 +] [OH -] / [NH3] (le parentesi si riferiscono alla concentrazione molare di ioni o molecole in soluzione). Kb è la costante a una data temperatura ed è normalmente tabulata a 25 ºC. Il valore Kb per l'ammoniaca è 1,8 E-5 (la notazione "E-5" significa "dieci su -5").
Passo 1
Moltiplicare il valore di Kb per la concentrazione totale di ammoniaca e per 4. La concentrazione totale è la somma di [NH4 +] e [NH3] nella soluzione. Questo deve essere noto per il calcolo del pH. Ad esempio, se la concentrazione è 0,1 molare, il valore in quella fase dovrebbe essere calcolato come 1,8 E-5 x 0,1 x 4 = 7,2 E-6.
Passo 2
Prendi la radice quadrata del risultato del passaggio 1. Nell'esempio, è la radice quadrata di 7,2 E-6 = 2,683 E-3 (si noti che il risultato è stato arrotondato ai millesimi).
Passaggio 3
Sottrai il valore Kb dal numero ottenuto nel passaggio 2, quindi dividi il risultato per 2 per calcolare la concentrazione di ioni idrossido (OH-). Nel nostro esempio, [OH-] = (2.683 E-3 - 1.8 E-5) / 2 = 1.333 molare E-3.
Passaggio 4
Dividere il valore 1 E-14 per la concentrazione di ioni idrossido (Passaggio 3) per calcolare la concentrazione di protoni [H +]: [H +] = 1 E-14 / [OH-]. Nell'esempio, [H +] = 1 E-14 / 1.333 E-3 = 7.502 E-11.
Passaggio 5
Prendi il logaritmo (con base 10) della concentrazione di protoni (Passaggio 4) e moltiplica il risultato per -1 per calcolare il pH. In questo esempio, pH = -1 x log (7,502 E-11) = 10,12.