Determinazione del pH delle soluzioni saline

Le soluzioni saline possono essere acide, basiche o neutre. I singoli ioni possono essere esaminati per determinare se il pH della sua soluzione sarà inferiore, superiore, o uguale a sette. I sali che contengono cationi e anioni a pH neutro formano soluzioni neutre.

Questi sali sono composti dai controioni di un acido forte e di una base forte. Una soluzione acquosa pura di nitrato di potassio avrà un pH di 7, poiché né il potassio, né il nitrato hanno proprietà acide o basiche. I sali che contengono un catione, che è il controione di una base debole, e un anione, che è il controione di un acido forte, avranno un pH inferiore a 7.

In una soluzione di bromuro di ammonio, gli ioni bromuro sono a pH neutro, mentre gli ioni di ammonio sono acidi e donano protoni alle molecole d'acqua. I sali che contengono un catione, che è il controione di una base forte, e un anione, che è il controione di un acido debole, avranno un pH maggiore di 7. In una soluzione di acetato di sodio, gli ioni del sodio sono a pH neutro, mentre gli ioni di acetato sono basici e accettano protoni dalle molecole d'acqua.

Alcuni sali contengono un catione e un anione, i quali sono controioni, rispettivamente, di un acido debole e di una base debole. La soluzione sarà acida se il valore della Ka del catione è maggiore del valore della Kb dell'anione;basica se il valore della Kb dell'anione è superiore al valore della Ka del catione;oppure neutro se Ka e Kb sono uguali. In una soluzione di nitrito di ammonio, la Ka per l'ammonio è superiore alla Kb per gli ioni nitrito;dunque la soluzione sarà acida.

Il pH esatto di una soluzione salina contenente uno ione acido o basico può essere determinato utilizzando la costante di dissociazione per l'acido coniugato o per la base di quello ione. Il pH del cianuro di sodio 0, 35 M può essere determinato calcolando il valore della Kb del cianuro dalla Ka del suo acido coniugato acido cianidrico e impostando una tabella ICE per determinare la concentrazione di equilibrio. Poiché i cationi di sodio non reagiscono con l'acqua, non influenzano il pH e possono essere omessi.

Al contrario, gli ioni cianuro accettano protoni dalle molecole d'acqua e generano ioni idrossido. La Kb per gli ioni di cianuro può essere determinata utilizzando l'equazione Ka per Kb è uguale a Kw.Poiché la Ka per l'acido cianidrico è 4, 90 10⁻¹⁰, la Kb per gli ioni cianuro è 2, 04 10⁻⁵. Lal Kb è uguale alla concentrazione di acido cianidrico moltiplicata per la concentrazione di ioni idrossido divisa per la concentrazione di ioni cianuro.

È possibile costruire una tabella ICE per illustrare le concentrazioni iniziale e di equilibrio. Sostituendo le concentrazioni di equilibrio nell'espressione, Kb è uguale a x volte x diviso per 0, 35, che può essere verificato in seguito con la regola del 5 percento. Dopo aver risolto l'equazione, x è uguale a 2, 7 10⁻³ molare.

Poiché x è solo lo 0, 77%di 0, 35 M, l'approssimazione 0, 35 meno x è uguale a 0, 35 è valida. Il pOH della soluzione può essere calcolato prendendo il log negativo di 2, 7 10⁻³ M, che è uguale a 2, 57. Il pH della soluzione viene determinato utilizzando l'equazione pH più pOH è uguale a 14;pertanto, il pH di questa soluzione di cianuro di sodio è 11, 43.