Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat is het percentage ionisatie van ammoniak bij deze concentratie?

Het percentage ionisatie van ammoniak bij een gegeven concentratie kan worden berekend met behulp van de evenwichtsconstante uitdrukking voor de ionisatie van ammoniak, namelijk:

$$Kb =\frac{[NH4+][OH-]}{[NH3]}$$

waarbij Kb de base-ionisatieconstante is voor ammoniak, [NH4+] de concentratie ammoniumionen is, [OH-] de concentratie hydroxide-ionen is en [NH3] de concentratie ammoniak is.

Bij een concentratie van 0,1 M is de ionisatie van ammoniak niet significant en kan de concentratie van ammoniumionen en hydroxide-ionen als verwaarloosbaar worden beschouwd vergeleken met de concentratie van ammoniak. Daarom kunnen we de evenwichtsconstante-uitdrukking vereenvoudigen tot:

$$Kb =\frac{[OH-]^2}{[NH3]}$$

Uitgaande van volledige dissociatie van water, is de concentratie van hydroxide-ionen gelijk aan de vierkantswortel van het ionische product van water (Kw):

$$[OH-] =\sqrt{Kw} =\sqrt{1,0 \maal 10^{-14}} =1,0 \maal 10^{-7} \ M$$

Als we de concentratie van hydroxide-ionen vervangen door de vereenvoudigde evenwichtsconstante-uitdrukking, krijgen we:

$$Kb =\frac{(1,0 \times 10^{-7})^2}{[NH3]}$$

$$[NH3] =\frac{1,0 \tijden 10^{-14}}{Kb} =\frac{1,0 \tijden 10^{-14}}{1,8 \tijden 10^{-5}} =5,56 \ maal 10^{-10} \ M$$

Het percentage ionisatie van ammoniak wordt als volgt berekend:

$$Percentage \ ionisatie =\frac{[NH4+]}{[NH3] + [NH4+]} \times 100$$

Omdat de concentratie ammoniumionen verwaarloosbaar is in vergelijking met de concentratie ammoniak, kunnen we de uitdrukking vereenvoudigen tot:

$$Percentage \ ionisatie =\frac{[NH4+]}{[NH3]} \times 100$$

Als we de ammoniakconcentratie vervangen die we eerder hebben berekend, krijgen we:

$$Percentage \ ionisatie =\frac{5,56 \times 10^{-10}}{0,1} \times 100 =5,56 \times 10^{-9} \%$$

Daarom is het percentage ionisatie van ammoniak bij een concentratie van 0,1 M ongeveer 5,56 × 10^{-9}%.