Inhoud
Ammoniak (NH3) is een gas dat gemakkelijk oplost in water en zich gedraagt als basis. De ammoniakbalans wordt beschreven door de vergelijking NH3 + H2O = NH4 (+) + OH (-). Formeel wordt de zuurgraad van een oplossing uitgedrukt als pH. Dit is de logaritme van de concentratie van waterstofionen (protonen, H +) in oplossing. De dissociatieconstante van de basis (Kb) wordt gedefinieerd als Kb = [NH4 +] [OH -] / [NH3] (haakjes verwijzen naar de molaire concentratie van ionen of moleculen in oplossing). Kb is de constante bij een bepaalde temperatuur en wordt normaliter bij 25 ºC weergegeven. De Kb-waarde voor ammoniak is 1,8 E-5 (de notatie "E-5" betekent "tien tot de -5").
Stap 1
Vermenigvuldig de waarde van Kb met de totale concentratie ammoniak en met 4. De totale concentratie is de som van [NH4 +] en [NH3] in de oplossing. Dit moet bekend zijn voor de pH-berekening. Als de concentratie bijvoorbeeld 0,1 molair is, moet de waarde in die stap worden berekend als 1,8 E-5 x 0,1 x 4 = 7,2 E-6.
Stap 2
Neem de vierkantswortel van het resultaat uit stap 1. In het voorbeeld is dit de vierkantswortel van 7,2 E-6 = 2,683 E-3 (merk op dat het resultaat werd afgerond op duizendsten).
Stap 3
Trek de Kb-waarde af van het getal verkregen in stap 2 en deel het resultaat door 2 om de concentratie hydroxide-ionen (OH-) te berekenen. In ons voorbeeld [OH-] = (2.683 E-3 - 1.8 E-5) / 2 = 1.333 molair E-3.
Stap 4
Deel de waarde 1 E-14 door de concentratie hydroxide-ionen (Stap 3) om de concentratie protonen [H +] te berekenen: [H +] = 1 E-14 / [OH-]. In het voorbeeld [H +] = 1 E-14/1333 E-3 = 7.502 E-11.
Stap 5
Neem de logaritme (met grondtal 10) van de protonenconcentratie (stap 4) en vermenigvuldig het resultaat met -1 om de pH te berekenen. In dit voorbeeld is pH = -1 x log (7.502 E-11) = 10.12.