Spaß! Schwache Säure gegen schwache Base!

Ammoniumcyanid, $\ce{NH4CN}$, ist ein Feststoff, bei dem sich die Atome in die gleichen Ionen gruppieren, die auch in Lösung entstehen: $\ce{NH4+}$ und $\ce{CN-}$. Obwohl es bei sehr geringer Erwärmung sublimiert werden kann, ist es ziemlich instabil. Insbesondere reagiert es mit atmosphärischem Wasserdampf unter Bildung von Ammoniak und HCN. Gefährliches Zeug!

Der erste Teil der Antwort zu 1. ist die Zersetzung von $\ce{NH4CN}$ in Ionen in wässriger Lösung, was offensichtlich sein sollte; eine Feinheit ist, dass du vielleicht (s) und (aq) neben jeder Spezies hinzufügen möchtest, besonders wenn dein Professor darauf Wert legt, dies zu tun. Das ist also die Dissoziation. Die Daten in der Aufgabe erlauben es uns nicht, die Gleichgewichtskonstante der Dissoziation zu berechnen, aber es ist sicher, dass sie extrem hoch ist, d.h. die Dissoziation ist vollständig: es gibt keine $\ce{NH4CN}$ als solche in Lösung.

Die Säure-Base-Gleichgewichtsgleichungen können die sein, die du geschrieben hast. Auch hier solltest du weitere Informationen hinzufügen, z.B. diese:

$$\ce{NH4+ (aq) + H2O <=> NH3 (aq) + H3O+ (aq)}\quad K=5.5\times10^{-10}$$

Hier ist die Gleichgewichtskonstante $K$ die Säuredissoziationskonstante der Säure $\ce{NH4+}$, der protonierten Form (auch konjugierte Säure genannt) von Ammoniak. Ich habe ihren Wert erhalten, indem ich $K_\mathrm w$, die Dissoziationskonstante von Wasser ($1.0\times10^{-14}$), durch die $K_\mathrm b$ von Ammoniak dividiert habe, die in der Aufgabe angegeben ist.

Ich ermutige Sie, ähnliche Informationen für das Gleichgewicht mit dem Cyanidion hinzuzufügen. Tipp: Wenn du die Reaktion so beibehältst, wie du sie geschrieben hast, ist der passende $K$ nicht der $K_\mathrm a$ von $\ce{HCN}$, sondern der $K_\mathrm b$ der deprotonierten Form (konjugierte Base), $\ce{CN-}$.(Man kann aber auch die Alternativreaktion $\ce{HCN + H2O <=> CN- + H3O+}$ betrachten, dann ist die Gleichgewichtskonstante der $K_\mathrm a$ von $\ce{HCN}$.)

Wie sieht es mit Teil 2 aus? Die einzig richtige Antwort auf

Reagiert das Salz als Säure oder als Base?

ist: „Es kann beides tun, je nachdem, womit es reagiert.“ Aber vielleicht ist damit gemeint, ob die Lösung des Salzes sauer oder basisch ist. Wenn ja, kann man das herausfinden, indem man die beiden Gleichgewichtsgleichungen und ihre $K$s kombiniert. Ich will das Problem nicht komplett verraten, aber man kann es sich so vorstellen:

• Wie lautet der pH-Wert einer (sagen wir) 1 M Lösung von $\ce{HCN}$, basierend auf dem $K_\mathrm a$ von $\ce{HCN}$?

  (Ich gehe davon aus, dass die Berechnung des pH-Werts einer Lösung einer reinen schwachen Säure oder einer reinen schwachen Base im Kurs behandelt wurde, bevor man zu der Frage kam, die du heute gestellt hast.)

• Wie lautet der pH-Wert einer 1 M Lösung von $\ce{NH3}$, basierend auf dem $K_\mathrm b$?

• Ist $\ce{HCN}$ eine stärkere Säure als $\ce{NH3}$ eine Base ist, oder ist $\ce{NH3}$ eine stärkere Base als $\ce{HCN}$ eine Säure ist?

(Hier geht es darum, dass das, was man erhält, wenn man $\ce{NH4CN}$ auflöst, nicht von dem zu unterscheiden ist, was man erhält, wenn man gleiche Mengen von äquimolaren Lösungen von $\ce{HCN}$ und Ammoniak mischt. Mit anderen Worten, wenn man 1 L einer 2 M Lösung von $\ce{HCN}$ mit 1 L einer 2 M Lösung von Ammoniak mischt, ist das Ergebnis fast 2 L einer 1 M Lösung von $\ce{NH4CN}$. Fußnote: „fast“ deshalb, weil das Volumen im Gegensatz zur Masse nicht immer exakt erhalten bleibt.)