Idea 8 Acidi Basi p H Acidi e

Idea 8 Acidi, Basi, p. H

Acidi e basi • La teoria di Arrhenius 1. Un acido è una sostanza che in soluzione acquosa fa aumentare la concentrazione di ioni H+ 2. Una base è una sostanza che in soluzione acquosa fa aumentare la concentrazione di ioni OH-

Acidi e basi • Gli acidi liberano dunque ioni idrogeno che tuttavia non restano isolati ma si associano alle molecole d’acqua per dare ioni idrossonio H 3 O+ • Le basi liberano invece ioni OH-, gli idrossidi contengono direttamente il gruppo OH nella loro formula, ma vi sono altri composti che pur non essendo dotati di tale “gruppo funzionale”, reagiscono con l’acqua producendolo.

• Teoria di Brönsted e Lowry • Qualsiasi molecola o ione che può donare un protone è un acido; • qualsiasi molecola o ione che può accettare un protone è una base

• Le seguenti sostanze danno soluzioni basiche. Quali sono basi secondo Arrhenius e quali lo sono secondo la definizione di Brönsted ? • Na. OH NH 3 • OHBa(OH)2 • SH-

• Identificare le coppie coniugate acido-base nella reazione: • CN- + H 2 O ↔HCN +OH-

p. H+p. OH = 14 • Il p. H di una soluzione è una misura della quantità di ioni H+ presenti in essa • È definito come l’opposto del logaritmo decimale della concentrazione di ioni H+ presente nella soluzione. • La scala del p. H possiede 14 gradi • Le soluzioni con p. H da 1 a 7(escluso) sono acide • Le soluzioni con p. H da 7 (escluso) a 14 sono basiche • Le soluzioni con p. H pari a sette sono neutre

• • • In realtà il p. H è definito come: p. H = - log a(H+) ove a(H+) sta per attività dello ione H+. Le proprietà di uno ione in soluzione sono influenzate dalla presenza di tutti gli altri ioni presenti che interagiscono con esso elettrostaticamente. Quando si adoperano le equazioni relative alle costanti di equilibrio è necessario tener conto di un parametro correttivo delle concentrazioni che esprima la effettiva disponibilità dello ione in soluzione a reagire o a influenzare la posizione degli equilibri presenti. Si deve, cioè, considerare qual è la concentrazione effettiva della specie ionica dopo aver sottratto l'effetto di schermatura dovuta agli altri ioni. Tale parametro è detto attività dello ione (a) ed è correlato con la sua concentrazione (c) per mezzo del suo coefficiente di attività g: a=gc dove g dipende dalla natura delle specie presenti, dalle concentrazioni degli ioni in soluzione e dalla temperatura. Il suo valore può variare tra 0 e 1. Per soluzioni la cui concentrazione tende a 0, il valore di g tende a 1, per cui a = c. In altre parole, quando le soluzioni sono molto diluite significa che gli ioni del soluto interagiscono poco tra di loro e dunque le concentrazioni teoriche e quelle effettive si possono considerare uguali. Il concetto di attività diventa via più importante al crescere della concentrazione. Negli esercizi si fa sempre l’approssimazione che a = c.

• Determina il p. H, il p. OH e la [OH-] di una soluzione che presenta una concentrazione di ioni H+ di 7, 5· 10 -4 mol/litro

• Calcola il valore della [H+] ed il p. H di una soluzione in cui la [OH-] corrisponde a 2, 5· 10 -3

Acidi e basi • Gli acidi forti sono totalmente dissociati in ioni, quelli deboli solo in parte. • Le basi forti sono completamente dissociate in ioni, quelle deboli solo in parte.

• Determinare il p. H di una soluzione costituita da 100 m. L di HCl 0. 01 M.

• È sempre sottointeso che la soluzione è omogenea, pertanto in ogni suo punto il p. H è lo stesso. Ne consegue che il p. H non dipende dal volume di soluzione preso in esame, pertanto il p. H di 100 m. L o di una goccia della stessa soluzione è lo stesso.

• Determinare il p. H di una soluzione costituita da 200 m. L di KOH 0. 001 M.

• Le basi forti (BOH) più comuni sono: Li. OH, Na. OH, KOH, Ca(OH)2. • Dalle considerazione sopra riportate se ne deduce che [OH-] in soluzione = [BOH] data nel testo degli esercizi. • • [OH-] = [KOH] = 0. 001 M • ricordando che p. OH = -log[OH-] e • p. H + p. OH = 14. • p. OH = -log(0. 001) = 3, p. H = 11.

• Calcolare la concentrazione di ioni OH- in una soluzione di HCl la cui concentrazione di ioni idrogeno è 1, 3· 10 -4 M

• Calcola il p. H di una soluzione 1· 10 -9 di HCl in acqua. • Lo faremo in modo approssimato. • Terremo conto del contributo dalla dissociazione dell’acqua ma non dell’equilibrio.

• Determinare il p. H di una soluzione costituita da acido acetico con • Ka = 1. 8 x 10 -5 di concentrazione 0. 01 M.

• Questo è il caso di un elettrolita moderatamente debole, cioè che si dissocia solo parzialmente, pertanto non è più vero che [H+] = [HA].

• Il p. H di un certo succo d’arancia è 3, 33. Calcolare la concentrazione di H+

• Calcola il p. H delle seguenti soluzioni • Acido acetico 0, 10 M • Ammoniaca 0, 10 M

• Il prodotto delle costanti di ionizzazione di una coppia acido-base coniugata in soluzione acquosa corrisponde al prodotto ionico dell’acqua • Ka·Kb=Kw

• Sapendo che NH 3 ha Kb = 1, 8· 10 -5 , calcolare Ka (a 298 K) del suo acido coniugato NH 4+

• Ka·Kb=Kw • Ka = Kw / K b • Ka= 1· 10 -14/1, 8· 10 -5 = 5, 5· 10 -10

• La reazione fra ioni del sale disciolto e le molecole d’acqua è chiamata idrolisi

• Le soluzioni dei Sali di una base forte e un acido debole sono basiche • Le soluzioni dei Sali di una base debole e un acido forte sono acide • Il p. H delle soluzioni dei Sali di un acido debole e una base debole dipende dal valore relativo delle costanti di idrolisi del catione e dell’anione

• Determinare se le soluzioni dei seguenti Sali in acqua saranno acide o basiche • Na. HSO 3 • Na. HCO 3 • CH 3 COONa • NH 4 Cl • CH 3 COONH 4 (NH 3, Kb= 1, 79· 10 -5; CH 3 COOH, Ka = 1, 76· 10 -5) • NH 4 CN (NH 3, Kb= 1, 79· 10 -5; HCN, Ka = 6, 2· 10 -10)

• Si sono titolati 60 cm 3 di una soluzione di HCl con una soluzione di Na. OH 0, 2 M. La lettura iniziale della buretta era di 50 cm 3 la lettura finale di 24, 6 cm 3. trovare la concentrazione della soluzione di HCl.

• Per titolare 80 ml di una soluzione di ac. solforico, si sono utilizzati 120, 4 ml di una soluzione 0, 20 M di Na. OH. Calcolare la concentrazione della soluzione di acido solforico

• Si mescolano 59 ml di HCl 0, 1 M con 60 ml di Na. OH 0, 15 M. • Si calcoli il p. H della soluzione risultante.