L’idrolisi del cloruro di ammonio

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.

 

Per la lezione