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La miscela in questione è una soluzione tampone costituita da ammoniaca (base debole) e dal suo sale di ammonio, che costituisce il suo acido coniugato.

Il pH di una soluzione tampone si calcola con la formula di Henderson-Hasselbalch :

pH = pKa + log(Cb/Ca)

dove Ca e Cb sono le concentrazioni dell’acido e della base coniugati e Ka è la costante di dissociazione dell’acido (nel nostro caso lo ione NH4+)

Possiamo sostituire le concentrazioni con le moli, Na e Nb, essendo disciolte nello stesso volume, che quindi si semplifica:

pH = pKa + log(Nb/Na)

Nel caso in questione la solzione contiene una mole di NH3 e una mole di sale di ammonio, per cui l’equazione diventa:

pH = pKa.

Quindi:

pKa = 9.26.

Calcoliamo le moli di HClO4 aggiunte alla soluzione (moli = molarità x volume in L)

Moli di HClO4 = 1 * 0.100 = 0.1 moli.

HClO4 è un acido forte che convertirà una quantità equivalente (stesse moli) di ammoniaca nel suo sale di ammonio:

NH3 + HClO4 -----> NH4(+) + ClO4(-)

La situazione, dopo l’aggiunta di HClO4 sarà la seguente:

moli di NH3 = 1 – 0.1 = 0.9

moli di NH4(+) = 1 + 0.1 = 1.1.

Possiamo calcolare il pH risultante mediante la formula di Henderson-Hasselbalch :

pH = 9.26 + log(0.9/1.1)

pH = 9.26 – 0.09 = 9.17