Inhalt
Ammoniak (NH3) ist ein Gas, das sich leicht in Wasser löst und sich als Base verhält. Die Ammoniakbilanz wird durch die Gleichung NH3 + H2O = NH4 (+) + OH (-) beschrieben. Formal wird der Säuregehalt einer Lösung als pH ausgedrückt. Dies ist der Logarithmus der Konzentration von Wasserstoffionen (Protonen, H +) in Lösung. Die Basendissoziationskonstante (Kb) ist definiert als Kb = [NH4 +] [OH -] / [NH3] (Klammern beziehen sich auf die molare Konzentration von Ionen oder Molekülen in Lösung). Kb ist die Konstante bei einer bestimmten Temperatur und wird normalerweise bei 25 ºC angegeben. Der Kb-Wert für Ammoniak beträgt 1,8 E-5 (die Notation „E-5“ bedeutet „zehn bis -5“).
Schritt 1
Multiplizieren Sie den Wert von Kb mit der Gesamtkonzentration von Ammoniak und mit 4. Die Gesamtkonzentration ist die Summe von [NH4 +] und [NH3] in der Lösung. Dies muss für die pH-Berechnung bekannt sein. Wenn die Konzentration beispielsweise 0,1 molar ist, sollte der Wert in diesem Schritt als 1,8 E-5 × 0,1 × 4 = 7,2 E-6 berechnet werden.
Schritt 2
Nehmen Sie die Quadratwurzel des Ergebnisses aus Schritt 1. Im Beispiel ist es die Quadratwurzel von 7,2 E-6 = 2,683 E-3 (beachten Sie, dass das Ergebnis auf Tausendstel gerundet wurde).
Schritt 3
Subtrahieren Sie den Kb-Wert von der in Schritt 2 erhaltenen Zahl und dividieren Sie das Ergebnis durch 2, um die Konzentration der Hydroxidionen (OH-) zu berechnen. In unserem Beispiel ist [OH-] = (2,683 E-3 - 1,8 E-5) / 2 = 1,333 molares E-3.
Schritt 4
Teilen Sie den Wert 1 E-14 durch die Konzentration der Hydroxidionen (Schritt 3), um die Konzentration der Protonen [H +] zu berechnen: [H +] = 1 E-14 / [OH-]. Im Beispiel ist [H +] = 1 E-14 / 1,333 E-3 = 7,502 E-11.
Schritt 5
Nehmen Sie den Logarithmus (mit Base 10) der Protonenkonzentration (Schritt 4) und multiplizieren Sie das Ergebnis mit -1, um den pH-Wert zu berechnen. In diesem Beispiel ist pH = -1 x log (7,502 E-11) = 10,12.