Dubbio sul calcolo del pH in una soluzione NH3 + HCl

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Tiello

2022-02-03 08:42

Ciao ragazzi e grazie per lo splendido lavoro che svolgete con questo forum.

Avrei un dubbio sul seguente esercizio:

Calcolare il pH di una soluzione formata da 100mL di NH3 0,544M e 100 mL di HCl 0.100M.

KbNH3: 1.8 X 10-5.

Il mio dubbio è il seguente: NH4Cl si dissocia in NH4+ + Cl- e successivamente NH4+ reagisce con H2O per dare NH3 + H30+.

Siamo difronte ad un idrolisi acida, quindi devo calcolare direttamente il pH?

Perchè confrontandomi con Internet vedo esercizi simili risolti calcolando direttamente il pH e altri risolti calcolando il pOH.

Anche il mio testo, tra i vari risultati possibili riporta:

pH 9.90 (mio risultato se passo per il pOH)

pH 8.60 (mio risultato se calcolo direttamente il pH)

Diciamo che anche il testo non aiuta, mettendo tra le varie risposte, entrambe le opzioni  :-D

Potreste chiarirmi questo dubbio?

Grazie!

LuiCap

2022-02-03 12:31

Dici che avviene un'idrolisi acida, poi calcoli in due modi diversi il pH che risulta basico. Inoltre nei due diversi modi deve risultare lo stesso pH.

Non ti sembra di essere in contraddizione?!?!?!

Dapprima la base debole NH3 reagisce con l'acido forte HCl.

Successivamente in base a quello che rimane e/o si forma dalla reazione si scrive l'equilibrio che si instaura e, in base a questo, si calcola il pH.

Tiello

2022-02-03 13:44

LuiCap ha scritto:

Dici che avviene un'idrolisi acida, poi calcoli in due modi diversi il pH che risulta basico. Inoltre nei due diversi modi deve risultare lo stesso pH.

Non ti sembra di essere in contraddizione?!?!?!

Dapprima la base debole NH3 reagisce con l'acido forte HCl.

Successivamente in base a quello che rimane e/o si forma dalla reazione si scrive l'equilibrio che si instaura e, in base a questo, si calcola il pH.

Quindi ho sbagliato tutto?

Le scrivo il procedimento:

Scrivo la reazione NH3 + HCl -> NH4+ + Cl-

Sotto scrivo le moli che calcolo facendo MxV

Ed esce 0,0544 NH3

0,0100 HCl

Si formano quindi 0,0100 mol do NH4+

HCl si consuma tutto

NH3 rimangono 0,0444 moli

Ora calcolo le molaritá di NH3 e NH4+ dividendo le moli per il volume totale

Quindi 0,0444/0,200 = 0,222

E 0,0100/0,200 = 0,05

Trovo Ka: 1,0 x 10-14 / 1.8 x 10-5= 5,56 x 10-10

Converto Ka in pKa: -log ka  = 9,25

pH= 9,25+log cs/ca 

Quindi 9,25 + log 0,05/0,222 = 8,60

Dove sbaglio?

Tiello

2022-02-03 14:15

LuiCap ha scritto:

Dici che avviene un'idrolisi acida, poi calcoli in due modi diversi il pH che risulta basico. Inoltre nei due diversi modi deve risultare lo stesso pH.

Non ti sembra di essere in contraddizione?!?!?!

Dapprima la base debole NH3 reagisce con l'acido forte HCl.

Successivamente in base a quello che rimane e/o si forma dalla reazione si scrive l'equilibrio che si instaura e, in base a questo, si calcola il pH.

Credo di aver capito cosa intendeva:

Avviene un’idrolisi basica, giusto?

Quindi lo stesso procedimento fatto sopra, ma con Kb, sarebbe corretto?

LuiCap

2022-02-03 16:11

Dopo la reazione tra NH3 e HCl si forma una soluzione tampone.

Per il calcolo del pH non è necessario calcolare le molarità, bastano le moli.

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

0,0444..../...........0,01......0

-x.........../...........+x........+x

0,0444-x../........0,01+x.....x

[OH-] = 1,8·10^-5 · 0,0444-x / 0,01+x

Trascurando la x come termine sottrattivo e additivo, si ottiene

[OH-] = 1,8·10^-5 · 0,0444 / 0,01 = 7,99·10^-5 mol/L

pOH = 4,10

pH = 9,90

oppure

NH4+ + H2O <--> NH3 + H3O+

0,01......../.........0,0444......0

-x.........../...........+x........+x

0,01-x..../..........0,0444+x.....x

[H3O+] = 10^-14/1,8·10^-5 · 0,01-x / 0,0444+x

Trascurando la x come termine sottrattivo e additivo, si ottiene

[H3O+] = 5,56·10^-10 · 0,01 / 0,0444 = 1,25·10^-10 mol/L

pH = 9,90

LuiCap

2022-02-03 18:19

Se vuoi usare le formule logaritmiche devi stare attento ad identificare bene la coppia coniugata acido-base.

[NH3] = Cb

[NH4+] = Ca = Cs

pOH = pKb + log Ca/Cb

pOH = 4,745 + log 0,01/0,0444

pOH = 4,745 - 0,647 = 4,10

pH = 9,90

pH = pKa + log Cb/Ca

pH = 9,255 + log 0,0444/0,01

pH = 9,255 +0,647 = 9,90