Concetti Chiave
- L'autoprotolisi dell'acqua è una reazione acido-base che avviene in tutte le soluzioni acquose, dove l'acqua si comporta sia da acido che da base.
- Il prodotto ionico dell'acqua, Kw, è una costante che a 25°C vale 1.0 x 10^-14 e varia con la temperatura.
- Una soluzione è neutra se le concentrazioni di H+ e OH- sono uguali, acida se H+ è maggiore e basica se OH- è maggiore.
- Il pH misura la concentrazione di H+ in una soluzione e si calcola come pH = -log[H+], mentre pOH = -log[OH-].
- In soluzioni acquose a 25°C, pH e pOH sono correlati dall'equazione pH + pOH = 14, aiutando a definire le proprietà acide o basiche di una soluzione.
Autoprotolisi e pH
Autoionizzazione dell’acqua o autoprotolisi: reazione acido-base che avviene nell’acqua e in generale in tutte le soluzioni acquose. La reazione è H20 + H20 H3O+ + OH- dove l’acqua si comporta sia da acido che da base (anfotera).
La legge dell’equilibrio di questa reazione è Kc=([H3O+]*[OH-])/([H20]*[H2O]). Nell’acqua pura e nelle soluzioni acquose la quantità di acqua è sempre costante, quindi il denominatore [H2O]*[H2O] è una costante.
Da ciò deriva che Kw=[H+]*[OH-]=1.0 x 10^-7 * 1.0 x 10^-7 = 1.0 x 10^-14
Essendo una costante di equilibrio, Kw varia con la temperatura.
In tutte le soluzioni acquose avviene l’autoionizzazione dell’acqua. Le concentrazioni di H+ e OH- possono variare tra loro per la presenza degli altri valori, ma il loro prodotto è sempre costante ed è uguale a Kw.
Una soluzione è neutra se la concentrazione di H+ è uguale a quella di OH-; se H+ è maggiore la soluzione è acida; se OH- è maggiore la soluzione è basica.
Per capire meglio la basicità o acidità delle soluzioni si utilizza un valore, il pH. Questo valore permette di confrontare le concentrazioni di H+ in soluzione.
pH = -log[H+]
Per trovare la concentrazione di H+ partendo dal pH si fa [H+]=10^-pH
Con lo stesso metodo si può trovare il pOH = -log[OH-]
Possiamo anche definire il pKw = -logKw = 14.00 (a 25°C)
Se Kw=[H+][OH-] allora log[H+] + log[OH-] = logKw
Moltiplicando per -1 deriva che pH + pOH = 14 sempre in soluzioni acquose a 25°C
Per definire se una soluzione è acida o basica, si dice che se il pH è uguale a 7 è neutra, minore di 7 acida, maggiore di 7 basica.
Il pH si può misurare in modo accurato con dei pH -metri oppure utilizzando dei meno precisi indicatori, che in base al cambiamento di colore (viraggio) indicano se una soluzione è acida o basica.
Domande da interrogazione
- Che cos'è l'autoionizzazione dell'acqua?
- Come si calcola il pH di una soluzione?
- Qual è la relazione tra pH e pOH in soluzioni acquose a 25°C?
L'autoionizzazione dell'acqua, o autoprotolisi, è una reazione acido-base che avviene nell'acqua e in tutte le soluzioni acquose, dove l'acqua si comporta sia da acido che da base.
Il pH di una soluzione si calcola utilizzando la formula pH = -log[H+], dove [H+] è la concentrazione degli ioni idrogeno in soluzione.
In soluzioni acquose a 25°C, la relazione tra pH e pOH è data dall'equazione pH + pOH = 14.
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