pH di varie soluzioni

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chemistry.92

2016-09-21 14:07

Buon pomeriggio a tutti, l'esercizio è questo: 

Mettere in ordine di pH decrescente le seguenti soluzioni acquose, sapendo che l’ammoniaca è una base debole con Kb=1,8×10^–5:

[list=a]

[*]Cloruro di sodio 0,1 M

[*]Ammoniaca 0,1 M

[*]Cloruro di ammonio 0,1 M

[*]Idrossido di sodio 0,1 M

[/list]

io riesco a trovare il pH della soluzione di ammoniaca trovando prima la concentrazione degli ioni [OH-] mediante la formula

[OH-] = radQuad(Kb x Cb), poi trovando il pOH da sottrarre a 14 , ma per il resto, non sapendo le Ka o le Kb, come devo fare? quale è il ragionamento da seguire? 

PS dmn ho l'esame di chimica generale, quindi mi sarebbe utile capire come fare.

grazie in anticipo.

LuiCap

2016-09-21 16:06

Cloruro di sodio 0,1 M

È un sale formato dall'anione di un acido forte (come HCl) e dal catione di una base forte (come NaOH).

Gli ioni del sale, sebbene siano idratati in soluzione acquosa, non provocano alcuna variazione del pH della soluzione che rimane a pH = 7.

Infatti:

Cl- + H2O <--> HCl + OH-

Cl- + H2O <--> H+ + Cl- + OH-

Na+ + H2O <--> NaOH + H+

Na+ + H2O <--> Na+ + OH- + H+

Ammoniaca 0,1 M

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

[OH-] = radq (1,8·10^-5 · 0,1) = 1,3·10^-3 mol/L

pOH = 2,9

pH = 11,1

Cloruro di ammonio 0,1 M

NH4Cl --> NH4+ + Cl-

Lo ione ammonio (acido coniugato della base debole NH3) reagisce con l'acqua secondo la seguente reazione di idrolisi acida:

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

[H+] = radq (1,0·10^-14 / 1,8·10^-5 · 0,1) = 7,5·10^-6 mol/L

pH = 5,1

Idrossido di sodio 0,1 M

Come tutti gli idrossidi, l'NaOH è una base forte, quindi completamente dissociata in acqua:

NaOH --> Na+ + OH-

[OH-] = 0,1 mol/L

pOH = 1

pH = 13

La scala richiesta in ordine di pH decrescente delle soluzioni 0,1 M è dunque:

NaOH > NH3 > NaCl > NH4Cl

I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo messaggio: chemistry.92

chemistry.92

2016-09-22 15:40

ciao! una domanda: ma perché si usa la Kb dell'ammoniaca per tutti i composti?

LuiCap

2016-09-22 16:17

La base NH3 si dissocia in acqua secondo la reazione:

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

la cui costante di dissociazione basica è:

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

L'acido debole coniugato, NH4+, reagisce anch'esso con l'acqua:

NH4+ + H2O <==> NH3 + H3O+

la cui costante di dissociazione acida è:

Ka = [NH3][H3O+]/[NH4+]

Se moltiplichiamo la Kb per la Ka otteniamo:

Kb · Ka = [NH4+][OH-]/[NH3] · [NH3][H3O+]/[NH4+]

che, semplificata, risulta:

Kb · Ka = [OH-] · [H3O+] = Kw

Questo vale per tutti gli acidi e le basi, che formano sempre una coppia acido-base coniugata.

Ka e Kb sono inversamente proporzionali: quanto più forte è l'acido, tanto più debole è la sua base coniugata e viceversa.

L'HCl è un acido molto forte, perciò la sua base coniugata Cl- è una base molto debole.

L'NH3 è una base debole (Kb = 1,8·10^-5), perciò il suo acido coniugato NH4+ è molto più debole (Ka = 1,0·10^-14/1,8·10^-5 = 5,6·10^-10)