Par contributeur | Mis à jour le 30 août 2022
L'ammoniac (NH₃) est un gaz volatil qui se dissout facilement dans l'eau et agit comme une base faible. L'équilibre en solution aqueuse est représenté par la réaction :
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
L'acidité ou la basicité de la solution résultante est exprimée par le pH, le logarithme base 10 négatif de la concentration en ions hydrogène ([H⁺]). Pour les bases, la constante de dissociation des bases (Kb) est définie comme :
Kb =[NH₄⁺][OH⁻]/[NH₃]
où les parenthèses indiquent les concentrations molaires. Kb dépend de la température et est généralement calculé à 25 °C. Pour l'ammoniac, Kb =1,8×10⁻⁵.
Multipliez la valeur Kb par la concentration totale en ammoniac (Cₜ =[NH₃] + [NH₄⁺]) et par 4. Le facteur 4 provient d'une approximation quadratique utilisée lorsque la base est faible et l'ionisation est faible. Par exemple, si Cₜ =0,10M :
Terme du produit =4 × Kb × Cₜ =4 × 1,8 × 10⁻⁵ × 0,10 =7,2 × 10⁻⁶.
Prenez la racine carrée du terme produit pour approximer la concentration en ions hydroxyde ([OH⁻]) :
[OH⁻] ≈ √(7,2×10⁻⁶) =2,683×10⁻³M (arrondi au millième le plus proche).
Soustrayez la valeur Kb du [OH⁻] préliminaire et divisez par 2 pour obtenir un [OH⁻] plus précis (cela corrige la petite contribution de Kb au produit ionique) :
[OH⁻] =(2,683×10⁻³ – 1,8×10⁻⁵) / 2 =1,333×10⁻³M.
Utilisez la constante du produit ionique de l'eau (Kw =1,0×10⁻¹⁴M²) pour trouver [H⁺] :
[H⁺] =Kw / [OH⁻] =1,0×10⁻¹⁴ / 1,333×10⁻³ =7,502×10⁻¹¹M.
Enfin, calculez le pH comme le logarithme négatif en base 10 de [H⁺] :
pH =–log₁₀(7,502×10⁻¹¹) =10,12.
Ainsi, une solution d'ammoniaque 0,10 M à 25°C a un pH d'environ 10,12.
