science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe de pH van ammoniakwater te berekenen met KB

Ammonia (NH3) is een gas dat gemakkelijk in water oplost en zich als een base gedraagt. Het ammoniakevenwicht wordt beschreven met de vergelijking NH3 + H2O = NH4 (+) + OH (-). Formeel wordt de zuurgraad van de oplossing uitgedrukt als pH. Dit is de logaritme van de concentratie van waterstofionen (protonen, H +) in de oplossing. Basisdissociatieconstante (Kb) wordt gedefinieerd als Kb = [NH4 +] [OH -] /[NH3]. (Haken verwijzen naar de molaire concentratie van ionen of moleculen in de oplossing.) Kb is een constante bij een gegeven temperatuur en wordt meestal getabuleerd bij 25 graden Celsius. De Kb-waarde voor ammoniak is 1,8E-5 (de notatie "E-5" betekent "tien in macht -5").

Vermenigvuldig de Kb-waarde met de totale ammoniakconcentratie en het getal 4. Het totaal concentratie is de som van [NH4 +] en [NH3] in de oplossing. Deze concentratie moet bekend zijn of worden gegeven om de pH te berekenen. De concentratie is bijvoorbeeld gelijk aan 0,1 molair. Vervolgens moet de waarde in deze stap worden berekend als 1,8E-5 x 0,1 x 4 = 7,2E-6.

Neem de vierkantswortel van de waarde die u in stap 1 hebt verkregen. In het voorbeeld is dit sqrt ( 7.2E-6) = 2.683E-3. (Merk op dat dit resultaat afgerond is op duizendsten.)

Trek de Kb-waarde af van het getal dat je in stap 2 hebt verkregen en deel het resultaat vervolgens met 2 om de concentratie van de hydroxide-ionen (OH-) te berekenen. In ons voorbeeld, [OH-] = (2.683E-3 - 1.8E-5) /2 = 1.333E-3 molair.

Deel de magnitude 1E-14 door de concentratie van hydroxide-ionen (stap 3 ) om de concentratie van de protonen te berekenen [H +]: [H +] = 1E-14 /[OH-]. In ons voorbeeld, [H +] = 1E-14 /1.333E-3 = 7.502E-11.

Neem de logaritme (met de basis 10) van de protonconcentratie (stap 4) en vermenigvuldig het resultaat met -1 om de pH te berekenen. In dit voorbeeld is pH = -1 x log (7.502E-11) = 10.12.