Antonina ha scritto:
Salve professoressa, non riesco a svolgere il seguente esercizio.
Calcolare il pH di una soluzione acquosa ottenuta sciogliendo 5 g di cloruro d’ammonio in 200 mL di acqua pura (il volume rimane costante).
Grazie mille in anticipo. Distinti saluti.
Rispondo così:
Cara Antonina, per risolvere il seguente esercizio sull’idrolisi di un sale in acqua, occorre conoscere il valore della costante di dissociazione dell’ammoniaca, Kb = 1,8·10-5, a 25 °C.
Successivamente, occorre considerare che sciogliendo del cloruro di ammonio in acqua, esso dissocia in ioni ammonio e in ioni cloruro:
NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq)
e mentre lo ione cloruro non reagisce con acqua, perché è la base coniugata dell’acido cloridrico che è un acido forte, lo ione ammonio subisce idrolisi acida per reazione con l’acqua, secondo il seguente equilibrio:
NH4+ + H2O = NH3 + H3O+
la cui costante di equilibrio vale:
Ki = Kw/Kb = 1,0·10-14/1,8·10-5 = 5,6·10-10
La concentrazione del cloruro di ammonio è pari a
n NH4Cl = 5 g / (53,492 g/mol) = 0,093 mol
[NH4Cl] = 0,093 mol / 0,2 L= 0,46 M
che è anche la concentrazione degli ioni ammonio in soluzione.
Pertanto, all’equilibrio si avranno le seguenti concentrazioni in soluzione:
[NH3] = [H3O+] = x mol/L
[NH4+] = (0,46 – x) mol/L
e inserendo questi dati nel valore della costante di idrolisi Ki
Ki = x2 / (0,46 – x) = 5,6·10-10
si ricava un valore di x pari a 1,6·10-5 M, che corrisponde alla concentrazione degli ioni idrogeno in soluzione e con il quale è possibile calcolare il pH.
pH = -log 1,6·10-5 = 4,8
L’idrolisi di un sale che deriva da un acido forte e da una base debole è in effetti acida come ci aspettavamo; il risultato è espresso con il corretto numero di cifre significative.