NH4Cl-Lösung mit Ammoniak-Zugabe

Wie lautet der pH-Wert einer 0.001 molaren NH4Cl-Lösung, zu der 0.2 mmol NH3 per Liter zugegeben wird?

Vorgehensweise

Diese Aufgabe lösen wir in zwei Schritten: Zuerst pH-Berechnung der NH4Cl-Lösung, dann die Ammoniak-Zugabe.

Schritt 1. Man beginnt mit reinem Wasser (Taste New) und stellt die Maßeinheit auf mmol/L (obere Checkbox Mol anklicken). Folgende Stoffmenge wird in zwei Felder eingetragen (wobei Amm als Summenparameter für N(-3) alle NH4+-Spezies enthält):

Amm = 1 mM (entspricht 1 mM NH4Cl)
Cl = 1 mM (entspricht 1 mM NH4Cl)

Mit Start beginnt die Rechnung. Das Wasser ist erwartungsgemäß nicht ladungsbilanziert. Der Ladungsausgleich mit pH liefert das Ergebnis:

pH = 6.13

Die 0.001 molare NH4Cl-Lösung hat also den pH-Wert 6.13. (Mit den Tasten weiter werden die Tabellen zur Lösungszusammensetzung angezeigt.)

Schritt 2. Nachdem man wieder im Eingabefenster ist, trägt man die NH3-Zugabe ein. Dies ist einfach, man erhöhe den Wert von Amm von 1.0 auf 1.2 mmol (NH4+ und NH3 gehören zum gleichen Summenparameter Amm). Danach die Start-Taste und pH-Ausgleich.

Der pH-Wert nach der Ammoniak-Zugabe beträgt

pH = 8.55

Anmerkung. In der chemischen Thermodynamik spielt die Reihenfolge der Zugaben keine Rolle. Man kann genauso gut zuerst eine 0.0002 molare NH3-Lösung erzeugen und anschließend 1 mM NH4Cl zugeben. Der pH-Wert würde sich so entwickeln:

7.00 → 9.71 → 8.55

[last modified: 2013-08-05]