Hvorfor virker en vandig opløsning af ammoniak som en svag base?

En vandig opløsning af ammoniak fungerer som en svag base, fordi den kan acceptere en proton (H+) fra vand. Når ammoniak opløses i vand, gennemgår den en reaktion med vand for at danne ammoniumioner (NH4+) og hydroxidioner (OH-). Ligevægtskonstanten for denne reaktion er lille, hvilket betyder, at kun en lille mængde ammoniak omdannes til ammoniumioner og hydroxidioner. Men den lille mængde hydroxidioner, der produceres, er nok til at gøre opløsningen basisk.

Reaktionen mellem ammoniak og vand kan repræsenteres ved følgende ligning:

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

Ligevægtskonstanten for denne reaktion er:

Kb =[NH4+][OH-]/[NH3]

Ved 25°C er Kb =1,8 x 10^-5. Det betyder, at for hver mol ammoniak, der opløses i vand, produceres der kun 1,8 × 10^-5 mol ammoniumioner og hydroxidioner.

Den lille mængde hydroxidioner, der produceres, er nok til at gøre opløsningen basisk. Dette skyldes, at hydroxidioner er stærke baser, og de kan fuldstændig dissociere i vand og danne hydrogenioner (H+) og hydroxidioner. De hydrogenioner, der dannes ved dissociation af hydroxidioner, reagerer med vand og danner hydroniumioner (H3O+). Hydroniumioner er ansvarlige for surhedsgraden af ​​opløsninger.

pH-værdien af ​​en vandig opløsning af ammoniak kan beregnes ved hjælp af følgende ligning:

pH =14 - pOH

pOH af en vandig opløsning af ammoniak kan beregnes ved hjælp af følgende ligning:

pOH =-log[OH-]

Ved 25°C er pH-værdien af ​​en 0,1 M opløsning af ammoniak 11,63. Det betyder, at løsningen er grundlæggende.