Was passiert mit 1 Liter einer Pufferlösung aus 0,6 mol NH3 und 0,8 mol NH4Cl, wenn 0,15 mol HCl hinzugefügt werden?

Um die Änderung des pH-Werts einer Pufferlösung berechnen, wenn HCl hinzugefügt wird, kannst du die Henderson-Hasselbalch-Gleichung verwenden. Die Pufferlösung besteht aus Ammoniak (NH₃) und Ammoniumchlorid (NH₄Cl), die als schwache Base und ihre konjugierte Säure fungieren.

1. **Anfangszustände**:
- [NH₃] = 0,6 mol
- [NH₄Cl] = 0,8 mol

2. **Hinzufügen von HCl**:
- HCl ist eine starke Säure und wird vollständig dissoziiert. Wenn du 0,15 mol HCl hinzufügst, reagiert sie mit NH₃:
\[
NH₃ + HCl \rightarrow NH₄^+ + Cl^-
\]
Das bedeutet, dass 0,15 mol NH₃ in 0,15 mol NH₄⁺ umgewandelt werden.

3. **Neue Konzentrationen**:
- NH₃ nach der Reaktion: \(0,6 \, \text{mol} - 0,15 \, \text{mol} = 0,45 \, \text{mol}\)
- NH₄⁺ nach der Reaktion: \(0,8 \, \text{mol} + 0,15 \, \text{mol} = 0,95 \, \text{mol}\)

4. **Henderson-Hasselbalch-Gleichung**:
\[
pH = pK_a + \log\left(\frac{[Base]}{[Säure]}\right)
\]
Der pKₐ-Wert für NH₄⁺ (konjugierte Säure von NH₃) beträgt etwa 9,25.

5. **Einsetzen der Werte**:
\[
pH = 9,25 + \log\left(\frac{0,45}{0,95}\right)
\]
Berechne den Logarithmus:
\[
\log\left(\frac{0,45}{0,95}\right) \approx \log(0,4737) \approx -0,326
\]
Setze dies in die Gleichung ein:
\[
pH \approx 9,25 - 0,326 \approx 8,92
\]

Der pH-Wert der Pufferlösung nach der Zugabe von 0,15 mol HCl beträgt also ungefähr 8,92.