KÉMIA! Összekeverünk 1, 00 liter 0, 0200 M-os ammóniaoldatot és 1, 00 liter 0, 0300 M-os ammónium-klorid oldatot. Mekkora a keverék pH-ja, ha a térfogatok összeadhatóak?

Ez egy pufferoldatos feladat. A puffer olyan oldat, amiben van: a) gyenge sav + az ő erős bázissal alkotott sója (savas puffer); b) gyenge bázis + az ő erős savval alkotott sója (bázikus puffer). Lényeg hogy mindig egy gyenge komponens + a saját sója amit egy erős komponensből képzünk.

Ez a feladat b) típusú mert az ammónia gyenge bázis, és ebből képzünk sót erős savval (sósav). Ilyen esetekben a következő képlet használható:

[OH-] = Kb * c(só)/c(bázis)

A feladat megoldásához tehát kéne az ammónia bázisállandója, ami nincs megadva (kikerestem: 1,8*10^-5), és kellenek a bázis és a só koncentrációi az összeöntött oldatban, ami 2 liter. Az eredeti oldatokban volt 0,02 mol NH3 és 0,03 mol NH4Cl, összeöntés után a térfogat duplázódik, tehát a koncentrációk feleződnek. Behelyettesítve:

[OH-] = 1,8*10^-5 * 0,015/0,01 = 2,7*10^-5 mol/dm3.

Mivel pOH=-lg[OH-] ezért:

pH = 14-pOH = 14 - (-lg 2,7*10^-5) = 9,43

Ha az a) típusú puffer lenne, azaz gyenge sav + a sója szerepelni (pl. ecetsav és nátrium-acetát gyakori) akkor a képlet kicsit más, mert az OH- helyett H+ koncentráció szerepel, a bázisállandó helyett nyilván savállandó, és a koncentrációk fordítva vannak: a c(só) lesz alul:

[H+] = Ks * c(sav)/c(só)

Utolsó kis megjegyzés: Ha ezeknek az egyenleteknek veszed a negatív logaritmusát, akkor jön ki a Hendelson-Hasselbach egyenlet, ami közvetlenül a pH számítására szolgál, mivel a bal oldalon [H+] van és negatív logaritmáljuk, akkor pH jön ki, a jobb oldalon a Ks-ből pKs lesz (ahol a kis p betű ugyanazt jelenti mint a pH-nál, azaz a negatív logaritmus "jele"), és a logaritmus azonosságai miatt a szorzásból összeadás, az osztásból kivonás lesz:

a) pH = pKa + lg c(sav) - lg c(só)

b) pOH= pKb + lg c(só) - lg c(bázis) ---> Hendelson-Hasselbach egyenletek