pH di un sale

Buon pomeriggio,

non riesco a risolvere questo esercizio:

La seconda costante di ionizzazione dell'H2SO4 è Ka2=1,2x10^-2. Dato il valore della costante di ionizzazione dell'NH3, Kb=1,8x10^-5, calcolare il pH di una soluzione 0,10 M di (NH4)2SO4.

Essendo un sale di un acido poliprotico forte ho tentato di risolverlo con la formula quadratica ma non riesco. Qualcuno potrebbe aiutarmi? 

Grazie in anticipo.

Ciao,

il solfato di ammonio è un caso dove si verifica idrolisi acida e basica contemporanea. Per quanto sia debole lo ione solfato, non si può trascurare la sua attività basica.

La dissociazione del solfato di ammonio produce lo ione ammonio (che da idrolisi acidi) e lo ione solfato (che da idrolisi basica)

Abbiamo:

NH4+ + H2O -> NH3 + H3O+ (Ka = 5.55*10^-10)

SO4^2- + H2O -> HSO4- + H3O+ (Kb = 8.33*10^13)

Per queste situazioni, la [H+] si calcola dalla seguente formula: sqrt[Kw*(Ka/Kb)], ottenendo un pH = 5.6 (la formula può essere dimostrata partendo dagli equilibri in gioco, onestamente non mi ricordo più tale dimostrazione).

Il dato mi sembra ragionevole visto che la Ka è maggiore della Kb, pertanto prevale la forza acida dello ione amonio su quella basica dello ione solfato e quindi risulta un pH inferiore a 7. La cosa interessante di questi casi è che, nelle situazioni approssimate, il pH non dipende dalla concentrazione.

Aspettiamo comunque l'opinione di un altro utente.

Grazie Ale985.

Il valore di pH da te fornito è corretto, però vorrei capire come ci si arriva a quella formula..

Attendo qualche altro commento.

Si tratta di un sale formato dall'acido debole NH4+ e dalla base debole SO4(2-), perciò occorre tener conto di tutti gli equilibri in soluzione:

NH4+ + H2O <--> NH3 + H3O+

SO4(2-) + H2O <--> HSO4- + OH-

2 H2O <--> H3O+ + OH-

La formula risolutiva è:

[H3O+] = radq [(C(NH4+) · Ka(NH4+) · Ka2(H2SO4)] / C(SO4--)

[H3O+] = radq [0,2 · 5,56·10^-10 · 1,2·10^-2] / 0,1 =3,65·10^-6 mol/L

pH = 5,44

Prova tu a ricavarla, se vuoi.

CORREZIONE

[H3O+] = radq [Ka(NH4+) · Ka2(H2SO4)]

[H3O+] = radq [5,56·10^-10 · 1,2·10^-2] = 2,58·10^-6 mol/L

pH = 5,59

Scusatemi, avevo risposto senza leggere le due risposte precedenti.

Appena ho un attimo, scrivo la dimostrsazione.

In questo caso però la concentrazione dello ione NH4+ è il doppio di quella dello ione SO4(2-):

(NH4)2SO4 --> 2 NH4+ + SO42-

Ci(NH4+) = 0,2 M

Ci(SO4--) = 0,1 M

Cambia i valori numerici ed ottieni il risultato voluto!!!

Nella risposta precedente avevo sbagliato: anche il questo caso il pH non dipende dalla concentrazione.