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L'ammoniac (NH3) est un gaz qui se dissout facilement dans l'eau et se comporte comme une base. Le bilan ammoniacal est décrit par l'équation NH3 + H2O = NH4 (+) + OH (-). Formellement, l'acidité d'une solution est exprimée en pH. C'est le logarithme de la concentration des ions hydrogène (protons, H +) en solution. La constante de dissociation de base (Kb) est définie par Kb = [NH4 +] [OH -] / [NH3] (les parenthèses désignent la concentration molaire d'ions ou de molécules en solution). Kb est la constante à une température donnée et est normalement tabulée à 25 ºC. La valeur Kb pour l'ammoniac est 1,8 E-5 (la notation «E-5» signifie «dix à -5»).
Étape 1
Multipliez la valeur de Kb par la concentration totale d'ammoniac et par 4. La concentration totale est la somme de [NH4 +] et [NH3] dans la solution. Ceci doit être connu pour le calcul du pH. Par exemple, si la concentration est de 0,1 molaire, la valeur de cette étape doit être calculée comme suit: 1,8 E-5 x 0,1 x 4 = 7,2 E-6.
Étape 2
Prenez la racine carrée du résultat de l'étape 1. Dans l'exemple, il s'agit de la racine carrée de 7,2 E-6 = 2,683 E-3 (notez que le résultat a été arrondi au millième).
Étape 3
Soustrayez la valeur Kb du nombre obtenu à l'étape 2, puis divisez le résultat par 2 pour calculer la concentration d'ions hydroxyde (OH-). Dans notre exemple, [OH-] = (2,683 E-3 - 1,8 E-5) / 2 = 1,333 molaire E-3.
Étape 4
Divisez la valeur 1 E-14 par la concentration d'ions hydroxyde (étape 3) pour calculer la concentration de protons [H +]: [H +] = 1 E-14 / [OH-]. Dans l'exemple, [H +] = 1 E-14/1 333 E-3 = 7 502 E-11.
Étape 5
Prenez le logarithme (avec une base 10) de la concentration de protons (étape 4) et multipliez le résultat par -1 pour calculer le pH. Dans cet exemple, pH = -1 x log (7,502 E-11) = 10,12.