Mekkora térfogatú standardállapotú ammóniagázt kell elnyeletni 500 cm³ vízben, hogy 12-es pH-jú oldatot kapjunk? A gáz oldódása során bekövetkező térfogatváltozást hanyagoljuk el. Kb= 1,85×10-⁵

12-es pH azt jelenti, hogy -lg[H+]=12
Ebből a pOH=14-12=2 (mert pH+pOH=14)

-lg[OH-]=2
lg[OH-]=-2
[OH-]=10-2 mol/dm³

Az ammónia gyenge bázis, disszociációja:

NH₃ + H₂O ⇔ NH₄+ + OH-

Kb=1,85*10-5=[NH₄+]*[OH-] / [NH₃]

[NH₄+] = [OH-] = 10-2 mol/dm³

Ebből ki lehet számolni az egyensúlyi ammónia koncentrációt: 5,4054 mol/dm³

A kiindulási ammónia koncentrációt nem ismerjük, de az egyenlet szerint 1 mol ammóniából 1 mol ammónium ion és 1 mol hidroxid ion keletkezik, egyensúlyban van 5,4054 ammónia, tehát amennyi ion keletkezett, annyi ammónia reagált el:

5,4054 + 0,01 = 5,4154 mol/dm³ az ammónia kiindulási koncentrációja.

500 cm³ vízben ennek a felét kell elnyeletni: 2,7077 mol ammóniát. Ez standard állapotban 2,7077 mol * 24,5 dm³/mol = 66,34 dm³


a) Mekkora térfogatú 3-as pH-jú sósavval közömbösíthető az oldat 100 cm³-e?
NH₄OH + HCl = NH₄Cl + H₂O

100 cm³ ammónia oldatban 2,7077 mol / 5 = 0,54154 mol ammónia van oldva. Ez ugyanennyi mol sósavval reagál.

Mivel a sósav erős sav, ezért tömény oldatában is teljes a disszociáció, és 1 mol sósavból 1 mol hidrogénion keletkezik, így a sósav koncentrációja egyenlő a hidrogénion koncentrációval.

pH=3 azt jelenti, hogy a hidrogénion koncentrációja 10-3 mol/dm³

Tehát 3-as pH-jú oldat esetén 1 dm³ oldatban 10-3 mol hidrogénion (sósav) van,
x= 0,54154 mol * 1 dm³ / 10-3 mol = 541,54 dm³ 3-as pH-jú sósavval lehet 0,54154 mol ammóniát közömbösíteni.

b) Az ammónia oldatot hányszoros térfogatúra kell hígítani desztillált vízzel, hogy a pH 1 egységgel változzon?

Hígítás esetén nő a disszociáció fok, tehát a pH 1 egységgel történő változása 12-ről 13-ra növekedést jelent.
Így a pOH=1 lesz.

[NH₄+] = [OH-] = 10-1 mol/dm³

A Kb nem változik, állandó.

Ha a számláló százszorosára nőtt, akkor a nevezőnek is százszorosára kell nőnie, hogy a tört állandó maradjon.

Tehát az ammónia oldatot 100-szoros térfogatúra kell hígítani desztillált vízzel, hogy a pH 1 egységgel változzon.