PH di una soluzione satura di NH4HCO3, ( NH4 )2CO3, NH4Cl
 

Salve avrei bisogno, se possibile, delle seguenti informazioni: pH di una soluzione satura di bicarbonato, di una soluzione satura di carbonato e di una solzione satura di cloruro di ammonio.
Se è possibile anche un minimo di spiegazione giusto per cercare di capire.

Grazie mille a tutti per l'aiuto!!!

Si parla di soluzione satura rispetto a un determinato soluto per indicare una soluzione in cui il soluto è sciolto in quantità massima nel solvente e quindi non è possibile scioglierne di più, ossia quando il soluto raggiunge la concentrazione massima nella soluzione.

NH4HCO3 si scioglie con facilità in acqua in quanto si dissocia completamente in NH4 + e HCO3- che interagiscono con l'acqua e:
NH4HCO3 <-> NH4+ + HCO3-

NH4+ <-> NH3 + H+
HCO3- <-> H+ + CO3 (2-)
HCO3- + H2O <-> H2CO3 + OH-
H2O <-> H+ + OH-

Quindi abbiamo varie incognite:
NH4+, NH3, H+, OH-, H2CO3, HCO3-, CO3(2-)

Impostiamo un sistema di 7 equazioni

1)NH4+(aq) <-> NH3(aq) + H+(aq)
Ki = Kw / Kb
Ki = [NH3] * [H+] / [NH4+]
Ki= 1*10^-14 / 1.8*10^-5 = 5.5*10^-10

2)HCO3-(aq) + H2O(aq) <-> H2CO3(aq) + OH-(aq)
Ki = [H2CO3] * [OH-] / [HCO3-]
Ki = Kw / Ka1
Ki=1*10^-14 / 4.7*10^-7 = 2.2*10^-8

3)HCO3-(aq) <-> CO3(2-)(aq) + H+(aq)
Ki = [CO3(2-)] * [H+] / [HCO3-]
Ki = Ka2 = 5.6*10^-11

4) Kw = [H+][OH-] = 1*10^-14

5) bilancio di massa = Cs = [NH4+] + [NH3]

6) bilancio di massa = Cs = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO3(2-)]

7) bilancio di carica = [H+] + [NH4+] = [OH-] + [HCO3-] + 2*[CO3(2-)]

Risolvendo tutto si ottiene pH = 8.3


Carbonato di ammonio

(NH4)2CO3 <--> 2NH4+ + CO3(2-)

NH4+ <--> NH3 + H+
CO3(2-) + H2O <--> HCO3- + OH-
HCO3- + H2O <-> H2CO3 + OH-
H2O <-> H+ + OH-

Anche qui abbiamo varie incognite:
NH4+, NH3, H+, OH-, H2CO3, HCO3-, CO3(2-)

Impostiamo un sistema di 7 equazioni

1) Ki(NH4+) = Kw/Kb = [NH3][H+]/[NH4+]
Ki= 1*10^-14 / 1.8*10^-5 = 5.5*10^-10

2) Ki(HCO3-) = Kw/Ka1 = [H2CO3][OH-]/[HCO3-]

3) Ki(CO3(2-) = Kw/Ka2 = [HCO3-][OH-]/[CO3(2-)]
Ki = Ka2 = 5.6*10^-11

4) Kw = [H+][OH-]= 1*10^-14

5) bilancio di massa = Cs = [NH4+] + [NH3]

6) bilancio di massa = Cs = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO3(2-)]

7) bilancio di carica = [H+] + [NH4+] = [OH-] + [HCO3-] + 2*[CO3(2-)]


Risolvendo si ottiene il pH

Cloruro di ammonio

NH4Cl -> NH4+ + Cl-

NH4+ <-> NH3 + H+
H2O <-> H+ + OH-
Otteniamo queste incognite:
NH4+, NH3, H+, OH-, Cl-

Impostiamo un sistema di 5 equazioni

1) Ki(NH4+) = Kw/Kb = [NH3][H+]/[NH4+]

2) Kw = [H+][OH-]

3) bilancio di massa = Cs = [NH4+] + [NH3]

4) bilancio di massa = Cs = [Cl-]

5) bilancio di carica = [H+] + [NH4+] = [OH-] + [Cl-]


trascurando il contributo dell'acqua agli H+ totali, e trascuando gli OH- nel bilancio di carica, in quanto l'ambiente sarà acido, si ottiene:
[H+] = radice quadrata di (Ki * Cs)

Poi si calcola il pH