CAPITOLO Le reazioni tra acidi e basi 19

CAPITOLO Le reazioni tra acidi e basi 19 Indice 1. Idrolisi dei sali 2. Soluzioni tampone 3. Reazioni di neutralizzazione 4. Indicatori acido-base 5. La titolazione acido-base 6. La normalità (N) Mappa concettuale: Le reazioni tra acidi e basi © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 1

CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI 1 Idrolisi dei sali La reazione che si verifica tra gli ioni in soluzione e le molecole di acqua prende il nome di idrolisi. ACIDA NEUTRA BASICA NH 4 Cl Na. Cl CH 3 COONa Le soluzioni dei sali nell’acqua danno reazione acida, basica o neutra come evidenzia la colorazione assunta da poche gocce di indicatore universale. Questo comportamento è dovuto al fatto che uno degli ioni che deriva dal sale può scambiare un protone con l’acqua secondo la teoria di Brönsted e Lowry. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 2

1 Idrolisi dei sali CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI u Sali che danno soluzioni neutre (assenza di idrolisi): il p. H della soluzione è 7 Na+ + H 2 O nessuna reazione Cl− + H 2 O nessuna reazione Tutti gli ioni che derivano da un acido forte o da una base forte non reagiscono con H 2 O per cui il p. H della soluzione è 7. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 3

CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI 1 Idrolisi dei sali u Il cloruro di ammonio, NH 4 Cl, dà soluzione acida: il p. H della soluzione scende sotto 7 perché si forma H 3 O+ Cl− + H 2 O nessuna reazione NH 4+ + H 2 O NH 3 + H 3 O+ u L’aceto di sodio, CH 3 COONa, dà un p. H basico: il p. H della soluzione sale sopra 7 perché si forma OH− Na+ + H 2 O nessuna reazione CH 3 COO− + H 2 O © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas CH 3 COOH + OH− 4

CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI 2 Soluzioni tampone Una soluzione che limita le variazioni di p. H in un campo molto ristretto, quando ad essa si aggiungono quantità limitate di acidi o di basi, è detta soluzione tampone. A B Poche gocce di HCl (A) e di Na. OH (B) in acqua distillata determinano forti variazioni di p. H e l’indicatore blu di bromotimolo assume due colorazioni differenti. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas A’ B’ Nelle soluzioni tamponate il p. H non subisce variazioni, per cui il colore dell’indicatore non varia. 5

2 Soluzioni tampone CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI Il calcolo di H+ di un tampone acido è dato dalla relazione: Acido [H+] = Ka Sale dove Ka è la costante di acidità. Il calcolo di OH− in un tampone basico è dato dalla relazione: Base [OH−] = Kb Sale dove Kb è la costante di basicità. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 6

CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI 3 Reazioni di neutralizzazione Le proprietà di un acido vengono annullate da una sostanza di natura opposta, una base. a. Le reazioni di acidi con idrossidi acido + idrossido sale + acqua Un acido può essere neutralizzato da un idrossido per dare un sale e acqua. L’equazione ionica netta si presenta nella forma: H+(aq) + OH−(aq) H 2 O(ℓ) © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 7

3 Reazioni di neutralizzazione CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI RAPPRESENTAZIONE DI UNA REAZIONE DI NEUTRALLIZZAZIONE. La base Na. OH e l’acido HCl in soluzione sono presenti come ioni. Quando le soluzioni vengono mescolate, gli ioni Na+ e Cl− non subiscono variazione, mentre gli ioni H+ e OH− reagiscono per formare altra acqua. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 8

3 Reazioni di neutralizzazione CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI b. Le reazioni di acidi con ossidi metallici insolubili acido + ossido metallico sale + acqua Un acido neutralizzato da un ossido metallico insolubile dà un sale più acqua. c. La reazione di un antiacido con un acido + carbonato sale + acqua + diossido di carbonio Oltre alla formazione di un sale e acqua, si ha anche sviluppo di diossido di carbonio. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 9

4 Indicatori acido-base CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI Un indicatore acido-base è una sostanza che varia di colore secondo il p. H della soluzione a cui viene aggiunto. La variazione di colore (viraggio dell’indicatore) si verifica in un intervallo (campo di viraggio) di 2 unità di p. H e variazione di colore per alcuni comuni indicatori. Ciascun indicatore ha un campo di viraggio di circa due unità di viraggio. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 10

5 La titolazione acido-base CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI La titolazione acido-base consente di conoscere la concentrazione di una sostanza acida o basica in soluzione mediante aggiunta di un reattivo di natura opposta di concentrazione nota. La titolazione acido-base è una reazione di neutralizzazione. La condizione in cui un acido ha reagito completamente con una base è detta punto di equivalenza. Soluzione di HCl in presenza di BBT. Soluzione con una goccia in eccesso di Na. OH. L’indicatore svolge l’importante funzione di segnalare quando il punto di equivalenza è stato raggiunto. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 11

6 La normalità (N) CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI Un metodo di calcolo stechiometrico alternativo alla mole (mol) e alla molarità (M) utilizza l’equivalente (eq) come unità chimica fondamentale e la normalità (N) come concentrazione delle soluzioni. La relazione tra la normalità (N) e la molarità (M) è la seguente: N=M n dove n è il numero di ioni H+ ceduti dalla molecola di un acido o il numero di ioni OH ceduti dalla molecola di un idrossido. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 12

CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI 6 La normalità è un multiplo della molarità. La normalità (N) di una soluzione è definita dal numero di equivalenti disciolti in 1 litro di soluzione. eq (soluto) equivalenti di soluto = N= litri di soluzione VL(soluzione) Gli equivalenti di un soluto sono dati dal rapporto tra la massa in grammi e la sua massa equivalenti (Meq) © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas 13

Mappa concettuale: Le reazioni tra acidi e basi CAPITOLO 19. LE REAZIONI TRA ACIDI E BASI Soluzione tampone Una soluzione che resiste a variazioni nel p. H quando piccole quantità di acido o di base sono aggiunte neutralizzazione Reazioni tra un acido e una base. La reazione è esotermica. LE REAZIONI ACIDO-BASE Titolazione acido-base Consente di conoscere la concentrazione di una sostanza acida o basica in soluzione mediante aggiunta di un reattivo di natura opposta di concentrazione nota. Al punto di equivalenza il p. H varia rapidamente. © Paolo Pistarà © Istituto Italiano Edizioni Atlas Idrolisi I sali disciolti in acqua possono dare soluzioni neutre, o acide oppure basiche Indicatore Una sostanza che segnala il punto di equivalenza di una titolazione cambiando colore 14