Wie berechnet man Ph-Wert Nh4cl nach der Mischung 100ml 0,5 M Nh4oh und 50 ml 1 M Hcl Pka Ammonium = 9.25 Pka Salzsäure = -6?

Da die Lösung Ammoniumchlorid ergibt (gleiche Molmengen): n(NH4Cl)/Gesamtvolumen ist c. Der pKs ist der von Ammonium, da Cl- pH-neutral.

Du hast 100 ml einer 0.5 mol/l NH₃-Lösung und schüttest 50 ml einer 1 mol/l HCl dazu. In der ersten Lösung sind 0.05 mol NH₃ enthalten, in der zweiten 0.05 mol HCl.

NH₃ + HCl  ⟶  NH₄⁺ + Cl⁻

Folglich kriegst Du (in guter Näherung) 150 ml einer Lösung heraus, die genau 0.05 mol NH₄Cl enthält. Die Konzentration c=n/V beträgt also 0.33 mol/l Ammonium­chlorid in der Suppe.

Das Ammoniumion verhält sich im Wasser als ziemlich schwache Säure:

NH₄⁺ + H₂O  ⥃   NH₃ + H₃O⁺

und die H₃O⁺-Ionen machen die Lösung sauer. Das unsymmetrische Pfeil­symbol soll Dich daran erinnern, daß nur ein winziger Teil des NH₄⁺ nach dieser Gleichung reagiert, das allermeiste liegt als NH₄⁺ vor, nämlich (wie sich später im Lauf der Rechnung herausstellen wird) 99.996%.

Wir formulieren das Massenwirkungsgesetz:

Kₐ = c(NH₃) · c(H₃O⁺) / c(NH₄⁺) = 10⁻⁹·²⁵ l/mol = 5.6 · 10⁻¹⁰ l/mol

Zwar wissen wir noch nicht, wie viel H₃O⁺ in der Lösung herumschwimmt, aber jedenfalls gleichviel wie NH₃ (weil die aus der Reaktion kommend) in gleichen Mengen gebildet werden. Nennen wir diese unbekannte Größe x, und die NH₄⁺-Konzentration c₀=0.33 mol/l, dann gilt

Kₐ = x²/c₀

Das kann man leicht lösen, und es kommt ein pH von 4.86 heraus.