Come si calcola il pH nel punto di equivalenza per la titolazione della metilammina .190M con HCl .190M? Il Kb di metilammina è 5.0x10 ^ -4.

L'equazione ionica netta per la titolazione in questione è la seguente:

#CH_3NH_2+H^(+)->CH_3NH_3^(+)#

Questo esercizio verrà risolto citando due tipi di problemi: Stechiometria problema e problema di equilibrio .

Problema di stechiometria :
Nel punto di equivalenza, il numero di mole dell'acido aggiunto è uguale al numero di mole della base presente.

Poiché le concentrazioni di base e acido sono uguali, la concentrazione dell'acido coniugato #CH_3NH_3^(+)# può essere determinato come segue:

Poiché volumi uguali di acido e base devono essere miscelati e poiché sono additivi, la concentrazione di #CH_3NH_3^(+)# sarà la metà della concentrazione iniziale di #CH_3NH_2#.

Così, #[CH_3NH_3^(+)]=0.095M#

Problema di equilibrio :
L'acido coniugato che sarà la specie principale nel punto di equivalenza, sarà l'unica fonte significativa di #H^(+)# nella soluzione e, quindi, per trovare il pH della soluzione che dovremmo trovare #[H^(+)]# dalla dissociazione di #CH_3NH_3^(+)#:

#" " " " " " " " " "CH_3NH_3^(+)rightleftharpoons CH_3NH_2+H^(+)#
#Initial: " " " " " "0.095M" " " " "0M" " " " "0M#
#"Change": " " " " " "-xM" " " " "+xM" " "+xM#
#"Equilibrium": (0.095-x)M" " " "xM" " "xM#

#K_a=([CH_3NH_2][H^(+)])/([CH_3NH_3^(+)])#

Si noti che #K_w=K_axxK_b#

#=>K_a=(K_w)/(K_b)=(1.0xx10^(-14))/(5.0xx10^(-4))=2.0xx10^(-11)#

#=>K_a=([CH_3NH_2][H^(+)])/([CH_3NH_3^(+)])=(x*x)/(0.095-x)=(x^2)/(0.095-x)=2.0xx10^(-11)#

Risolvere per #x=1.38xx10^(-6)M=[H^(+)]#

Pertanto, il pH della soluzione è #pH=-log[H^(+)]#

#=>pH=-log(1.38xx10^(-6))=5.86#

Ecco un video che spiega in dettaglio la titolazione di un acido debole da una base forte:
Equilibrio acido - base | Acido debole - Titolazione base forte.