pKa=pH
"Qual è il pH della soluzione che risulta dal mescolamento di 25 mL di NH3 0.016 M e 25 mL di HCl 0.016 M?"

Essendo equimolari, vorrei sfruttare la relazione pH=pKa. 
Ka (HCl)= 10^7 quindi pkA=-7=pH. 
Non ha significato perciò immagino di non aver capito in quali circostanze valga questa equivalenza
Cita messaggio
pH = pKa vale quando alla base debole NH3 si addiziona la metà delle sue moli di acido forte.

Qual è il pH della soluzione che risulta dal mescolamento di 25 mL di NH3 0.016 M e 12,5 mL di HCl 0.016 M?

ni NH3 = 0,016 mol/L · 0,025 L = 4,0·10^-4 mol
ni H+ = 0,016 mol/L · 0,0125 = 2,0·10^-4 mol

NH3 + H+ --> NH4+
4,0·10^-4...2,0·10^-4...0
-2,0·10^-4..-2,0·10^-4..+2,0·10^-4
2,0·10^-4......0..............2,0·10^-4

NH4+ + H2O <==> NH3 + H3O+
2,0·10^-4../.........2,0·10^-4...0
-x............../...........+x...........+x
2,0·10^-4-x../.....2,0·10^-4+x...x

[H3O+] = Ka · na/nb
Ka = 10^-14/1,8·10^-5 = 5,6·10^-10
[H3O+] = 5,6·10^-10 · 2,0·10^-4-x / 2,0·10^-4-x
Trascurando x come termine additivo e sottrattivo si ha:
[H3O+] = 5,6·10^-10
pH = pKa = 9,25

Quando si hanno quantità equimolari di base debole e di acido forte non si forma una soluzione tampone, ma una soluzione di solo acido debole NH4+.

NH3 + H+ --> NH4+
4,0·10^-4...4,0·10^-4...0
-4,0·10^-4..-4,0·10^-4..+4,0·10^-4
0.........0....................4,0·10^-4

V totale = 50 mL
C NH4+ = 4,0·10^-4 mol / 0,050 L = 8,0·10^-3

NH4+ + H2O <==> NH3 + H3O+
8,0·10^-3../.............0........0
-x............../...........+x........+x
8,0·10^-4-x../...........x.........x

Ka = 10^-14/1,8·10^-5 = 5,6·10^-10
5,6·10^-10 = x^2 /8,0·10^-4-x
Trascurando x come termine sottrattivo al denominatore si ha:
x = [H3O+] = radq (5,6·10^-10 · 8,0·10^-4) = 2,1·10^-6
pH = 5,68

Questa è la fondamentale differenza fra una soluzione di una coppia acido-base (o soluzione tampone) e una soluzione di solo acido debole:

- soluzione di solo acido debole: ad inizio equilibrio la quantità di base debole coniugata è nulla; si ha:
Ka/[H+] = Cb/Ca = 5,6·10^-10/2,1·10^-10 = 2,6·10^-4

- soluzione tampone: ad inizio equilibrio la quantità di base coniugata non è nulla; si ha:
Ka/[H+] = nb/na = 5,6·10^-10/5,6·10^-10 = 1
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)


Cita messaggio
[-] I seguenti utenti ringraziano LuiCap per questo post:
ddem




Utenti che stanno guardando questa discussione: 1 Ospite(i)