Reagente limitante
Considerata la reazione NH4 + OH- -> NH3 + H2O, non conosco il reagente in difetto ma so che il pH della soluzione risultante dovrà essere pH=9.3. Perché il reagente limitante dovrebbe essere OH- e non NH3/NH4+?
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Scrivi il testo completo dell'esercizio che te lo dimostro, così posso solo fare delle supposizioni.
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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ddem
(2021-07-04, 12:20)LuiCap Ha scritto: Scrivi il testo completo dell'esercizio che te lo dimostro, così posso solo fare delle supposizioni.

Ad una soluzione di 100 mL di NaOH 0.15 M si aggiunge tanto NH4Cl solido (e si presuppone che il volume rimanga costante) sino a raggiungere un pH=9.3 Quanti grammi di NH4Cl sono stati aggiunti? kbNH3=1.8*10^-5
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La coppia coniugata acido-base NH3/NH4+ forma soluzioni tampone nell'intervallo:

pKb = -log 1,8·10^-5 = 4,74
pKa = 14,00 - 4,74 = 9,26
pH = pKa ± 1 = 9,26 ± 1 = 8,26 ÷ 10,26

Il pH 9,3 è perciò compreso nell'intervallo di pH di validità del tampone.
Per ottenere questo tampone è perciò necessario che le moli di OH- siano in difetto rispetto a quelle di NH4+.

Ulteriore dimostrazione nell'allegato che segue:

      
Ciao
Luisa

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(2021-07-04, 17:21)LuiCap Ha scritto: La coppia coniugata acido-base NH3/NH4+ forma soluzioni tampone nell'intervallo:

pKb = -log 1,8·10^-5 = 4,74
pKa = 14,00 - 4,74 = 9,26
pH = pKa ± 1 = 9,26 ± 1 = 8,26 ÷ 10,26

Il pH 9,3 è perciò compreso nell'intervallo di pH di validità del tampone.
Per ottenere questo tampone è perciò necessario che le moli di OH- siano in difetto rispetto a quelle di NH4+.

Ulteriore dimostrazione nell'allegato che segue:
E' chiaro che avere il tempo per una dimostrazione sarebbe fantastico ma se non lo avessi? Esiste un modo per valutare più velocemente quale dei due sia in difetto? Perché la corrispondenza del pH ottenuto a quello previsto dagli intervalli la ho nel momento in cui lavoro sulla ice chart, non prima..
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Si può dimostrare in un altro modo ancora, che non necessita della ice chart, ma solo della formula della costante di equilibrio di NH4+:

Ka = [H+] · n NH4+ / n NH3
Ka/[H+] = n NH4+ / n NH3
5,56·10^-10 / 5,01·10^-10 = 1,11
Questo significa che, all'equilibrio, le moli di NH4+ che restano dopo reazione con le moli di OH- sono 1,11 volte maggiori delle moli di NH3 che si formano.
Le moli di NH3 che si formano sono uguali alle moli di OH- che reagiscono, cioè 0,015 mol.
Le moli di NH4+ rimaste saranno:
mol iniziali - 0,015 = 0,015 ·1,11
ni = 0,017 + 0,015 = 0,032 mol
Ciao
Luisa

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