Concetti Chiave
- L'acqua è anfiprotica, comportandosi sia da acido che da base, poiché può accettare o cedere elettroni a seconda delle reazioni.
- In acqua pura, le concentrazioni di H3O+ e OH- sono entrambe 1x10^-7 M, con il prodotto ionico Kw pari a 1x10^-14 M^2.
- Il pH è una misura logaritmica della concentrazione di H+; un cambiamento di un'unità di pH rappresenta una variazione di dieci volte nella concentrazione di H+.
- Il pH dell'acqua pura è 7 a 25°C, con soluzioni basiche avendo pH > 7 e soluzioni acide con pH < 7.
- Il pOH è correlato al pH e si calcola come pOH = 14 - pH, con la somma pH + pOH sempre uguale a 14.
Acqua e pH
Acqua
Quando l’acqua reagisce con un acido si comporta da da base, mentre se reagisce con una base si comporta da acido: essa ha infatti natura anfiprotica, può sia accettare che cedere elettroni, si comporta quindi sia da acido che da baseVisto che l’acqua è pura la sua [ ] si considera costante (55.5M) e viene quindi semplificata, dunque, dato che la concentrazione di H3O+ e OH- in acqua pura è 1x10-7 M
Kw= [H3O+] [OH-] = 1x10-14 M2
La bassa concentrazione di ioni dell’acqua spiega anche la sua scarsa conducibilità elettrica.
Il pH (concetto fondamentale di chimica inorganica e organica)
Esprimo la concentrazione di H+ in scala logaritmica, in particolare pH=-log [H+], quindi 1 unità di pH significa una variazione di 10 volte.
Per esempio il pH dell'acqua pura a 25°C è 7, la concentrazione quindi di H è 10-7
• soluzioni basiche: pH >7,
• soluzioni acide: pH Per misurare il pH posso usare sostanze indicatori, generalmente estratti vegetali. Per essere più precisi uso un phmetro, un elettrodo misura una differenza di potenziale che è proporzionale al pH.
Correlato a pH è il pOH: pOH=-log[OH] e più in generale pX=-log [X]
Di conseguenza la concentrazione dell’acqua è pKw=-log[H2O]= log(1x10-14)=14
Sapendo quindi che Kw= [H3O+] [OH-] ne segue che pOH=14-pH e in generale che pH+pOH=14
Domande da interrogazione
- Qual è la natura anfiprotica dell'acqua e come si comporta in reazione con acidi e basi?
- Come si calcola il pH e qual è il suo significato in termini di concentrazione di ioni idrogeno?
- Qual è la relazione tra pH, pOH e pKw nell'acqua pura?
L'acqua ha una natura anfiprotica, il che significa che può comportarsi sia da acido che da base. Quando reagisce con un acido, si comporta da base, mentre quando reagisce con una base, si comporta da acido, accettando o cedendo elettroni.
Il pH si calcola utilizzando la formula pH = -log [H+], esprimendo la concentrazione di ioni idrogeno su una scala logaritmica. Un'unità di pH rappresenta una variazione di 10 volte nella concentrazione di H+. Ad esempio, il pH dell'acqua pura a 25°C è 7, corrispondente a una concentrazione di H+ di 10^-7 M.
Nell'acqua pura, la relazione tra pH, pOH e pKw è data dalla formula pH + pOH = 14. Sapendo che Kw = [H3O+][OH-] = 1x10^-14 M^2, si deduce che pKw = 14, e quindi pOH = 14 - pH.
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