Concetti Chiave
- La relazione tra le costanti di dissociazione acida (Ka) e basica (Kb) è espressa dalla formula KaKb = Kw, dove Kw è la costante di ionizzazione dell'acqua a 25°C.
- In una coppia acido-base coniugata, se l'acido è forte, la sua base coniugata sarà molto debole e viceversa per acidi e basi deboli.
- Per calcolare la costante di dissociazione acida per lo ione HCO3-, si utilizza la formula Ka = Kw/Kb, con Kb noto per CO32-.
- Il calcolo della costante di dissociazione basica per lo ione S2- avviene tramite Kb = Kw/Ka, considerando che HS- è un acido debole derivato da H2S.
- La simmetria tra acidi e basi coniugate implica che se una base è forte, il suo acido coniugato sarà molto debole, e viceversa.
Qual è la relazione tra Ka e Kb?
KaKb=Kw=1.00×10^(-14) (a 25°C)
pKa+pKb=pKw=14 (a 25°C)
Per una coppia acido-base coniugata:
Se l’acido è forte (Ka molto grande) la sua base coniugata è debolissima (Kb molto piccola). La base coniugata è una base più debole dell’acqua;
Se l’acido è debole (Ka piccola) la sua base coniugata è forte (Kb grande).
Per una coppia base-acido coniugato la situazione è simmetrica a quella appena descritta:
Se la base è forte (Kb molto grande) il suo acido coniugato è debolissimo (Ka molto piccola), e sarà un acido più debole dell’acqua;
Se la base è debole (Kb piccola) anche il suo acido coniugato è forte (Ka grande), e sarà un acido più forte dell’acqua.
Esercizi:
Calcolo costante dissociazione S2-
①Calcolare la costante di dissociazione acida per lo ione HCO3-, sapendo che la costante di dissociazione basica per lo ione CO32- è 2,1×10-4.
Si scrive la reazione: HCO3- + H20↔ CO32- + H3O+
Sapendo che KaKb=Kw allora Ka=Kw/Kb
Si eseguono i calcoli: (1,00 × 10-14) / (2,1×10-4) = 4.8 × 10-11 = Ka
②Calcolare la costante di dissociazione basica per lo ione S2- sapendo che Ka per lo ione HS- è 1,0×10-19 (da letteratura).
In questo caso si vuole ricordare che HS- deriva da H2S, di conseguenza, essendo H2S già un acido debole, la seconda ionizzazione sarà ancora più debole.
Si scrive la reazione: HS-+ H20↔ S2-+ H3O+
Sapendo che KaKb=Kw allora Kb=Kw/Ka
Si eseguono i calcoli: (1,00 × 10-14) / (1,00×10-19) = 100000 = 105 = Kb
Domande da interrogazione
- Qual è la relazione fondamentale tra le costanti di dissociazione acida (Ka) e basica (Kb)?
- Come si comportano le basi coniugate di acidi forti e deboli?
- Come si calcolano le costanti di dissociazione per gli ioni HCO3- e S2-?
La relazione fondamentale è espressa dalla formula KaKb = Kw = 1.00×10^(-14) a 25°C, dove pKa + pKb = pKw = 14, evidenziando l'interconnessione tra acidi e basi.
Se l'acido è forte (Ka molto grande), la sua base coniugata è debolissima (Kb molto piccola). Al contrario, se l'acido è debole (Ka piccola), la sua base coniugata risulta essere forte (Kb grande).
Per HCO3-, si utilizza la formula Ka = Kw/Kb, ottenendo Ka = 4.8 × 10^(-11). Per S2-, si applica Kb = Kw/Ka, risultando in Kb = 100000 = 10^5, dimostrando l'importanza delle relazioni tra le costanti.
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