pKa=pH

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ddem

2021-07-13 14:40

"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

LuiCap

2021-07-13 16:16

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

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