mescolamento tamponi

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roberto96

2016-12-12 15:19

salve,

 Calcolare il pH di una soluzione di ammoniaca 0.12 M (Kb = 1.8 x 10-5 M). Che massa di cloruro di ammonio bisogna aggiungere a 500 ml di questa soluzione per portare il suo pH a 9.40?

            NH3 + H20 -------> NH4^+ + OH^-

Co        Co                             x             x    

v           -x                             x             x

Ceq      Co-x

Kb= NH4^+ OH^-/NH3= 1,8*10^-5      x^2 / 0,12 M - x=1,8*10^-5

x= 1,47*10^-3

pOH= 2,83 pH= 11,17 

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

C0              0,12                                   C0

v               -x                                         +x

Ceq        0,12-x                                    Co+x

Kb= NH4+ OH-/NH3

Dall'esercizio guidato c'è questa formula, [C0+x] x 0.12 - x 

pH=4,60

Come arrivo a pH 4,60?

Grazie

LuiCap

2016-12-12 17:41

Il titolo della discussione è sbagliato: l'esercizio che hai proposto non tratta il mescolamento di tamponi, bensì il mescolamento di una base debole (NH3) con il suo acido coniugato (NH4+) per preparare una soluzione tampone.

Cerca di cambiarlo.

L'equilibrio di dissociazione di una base debole in acqua è:

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

la cui Kb è:

Kb = [NH4+][OH-]/[NH3]

Se è nota [NH3], il pH si calcola come hai mostrato, ed è possibile trascurare la x al denominatore:

1,8·10^-5 = x^2 / (0,12 - x)

[OH-] = 1,47·10^-3 mol/L

pOH = 2,83

pH = 11,17

In altre parole:

Kb/[OH-] = [NH4+]/[NH3]

che in termini logaritmici è:

log Kb - log [OH-] = log [NH4+] - log [NH3]

log Kb + pOH = log [NH4+] - log [NH3]

pOH = - log Kb + log [NH4+] - log [NH3]

pOH = pKb + log [NH4+] - log [NH3]................ equazione di Henderson-Hasselbalch

Diminuire il pH da 11,17 a 9,40 significa aumentare il pOH da 2,83 a 4,60, da cui:

[OH-] = 10^-4,60 = 2,51·10^-5 mol/l

4,60 = 4,74 + log [NH4+] - log (0,12 - 2,51·10^-5)

Trascurando 2,51·10^-5, si ha:

log [NH4+] = 4,60 - 4,74 + log 0,12 = -1,07

[NH4+] = 10^-1,07 = 0,0860 mol/L = [NH4Cl]

massa NH4Cl = 0,0860 mol · 53,49 g/mol = 4,60 g/L di NH4Cl

Perciò per 500 mL di NH3 0,12 M occorre aggiungere 2,30 g di NH4Cl per ottenere una soluzione tampone a pH 9,40.

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