Concetti Chiave
- Secondo la teoria di Bronsted-Lowry, un acido è un donatore di protoni e una base è un accettore di protoni, richiedendo che entrambi siano presenti in una reazione acido-base.
- Nella reazione tra ammoniaca e acqua, quest'ultima agisce come acido donando un protone, mentre l'ammoniaca funge da base accettandolo, formando lo ione ammonio.
- L'acqua pura presenta un equilibrio di autoprotonazione, comportandosi sia da acido che da base, generando ioni OH- e H3O+ attraverso la reazione H2O + H2O ↔ OH- + H3O+.
- Il prodotto ionico dell'acqua, Kw, è 1,00 × 10^-14 a 25°C, e in una soluzione neutra le concentrazioni di [H3O+] e [OH-] sono entrambe pari a 10^-7.
- L'acqua pura non è un conduttore di elettricità, ma diventa conduttiva in presenza di ioni disciolti, evidenziando la sua natura anfiprotica.
Qual è la definizione di acido e base?
Secondo Bronsted-Lowry un acido è un donatore di protoni ad una base, mentre una base è un accettore di protoni (da un acido). Condizione fondamentale è che ogni volta che sia presente un acido sia presente una base in grado di accettare i suoi protoni. In questi casi, per una reazione acido-base, si parla di reazioni di scambio protonico. In questo caso HNO3 è un acido in quanto in grado di donare un protone H+.
Esempio dell'ammoniaca
Vediamo ora il caso dell’ammoniaca:
NH3 + H2ONH4+ + OH-. In questa reazione l’acqua agisce da acido, in quanto dona un protone all’ammoniaca, che si comporta da base in quanto lo accetta andando a formare lo ione ammonio. Quando si considera una molecola di NH3 come base, lo ione NH4+ sarà l’acido coniugato di NH3. In modo analogo, nella reazione H2O è un acido e OH- è la sua base coniugata.
Equilibrio di autoprotonazione dell'acqua
In una soluzione contenente acqua pura possiamo dire che:
H2O + H2O↔ OH- + H3O+
Dove H2O si comporta sia da base che da acido (H2O ha comportamento anfotero), OH- è la base coniugata e H3O+ è l’acido coniugato. Si può quindi parlare di equilibrio di autoprotonazione (o autoionizzazione) dell’acqua, ossia:
Kc=Kw=([〖OH^-]〗^1 〖[H_3 O^+]〗^1)/([H_2 O]^2 )=[〖OH^-]〗^1 〖[H_3 O^+]〗^1
Prodotto ionico dell'acqua
Kw è il prodotto ionico dell’acqua. Quindi Kw=Kc se Kc ingloba il Kw. Questo vale per acqua pura a 25°C. Kw = 1,00 × 10-14 se [H3O+] = 10-7 e se [OH-] = 10-7. La formazione di ioni è legata alla natura anfiprotica dell’acqua. È importante ricordare che l’acqua pura non conduce elettricità, me se in essa sono disciolti degli ioni allora diventa un conduttore.
In una soluzione neutra [H3O+] = [OH-] = 10-7.
Questi concetti saranno poi necessari nei paragrafi successivi, dove si passerà all’introduzione del pH.
Domande da interrogazione
- Qual è la definizione di acido e base secondo la teoria di Bronsted-Lowry?
- Come si comporta l'ammoniaca in una reazione acido-base?
- Cosa rappresenta il prodotto ionico dell'acqua (Kw) e quali sono le sue caratteristiche?
Secondo la teoria di Bronsted-Lowry, un acido è un donatore di protoni, mentre una base è un accettore di protoni. È fondamentale che in ogni reazione acido-base sia presente sia un acido che una base in grado di scambiarsi protoni.
Nell'esempio dell'ammoniaca, NH3 agisce come base accettando un protone dall'acqua, che funge da acido. Questo porta alla formazione dello ione ammonio (NH4+), mentre l'acqua si comporta come un acido e OH- è la sua base coniugata.
Kw è il prodotto ionico dell'acqua, che a 25°C è pari a 1,00 × 10^-14. In una soluzione neutra, le concentrazioni di [H3O+] e [OH-] sono entrambe 10^-7. L'acqua pura non conduce elettricità, ma diventa un conduttore se contiene ioni disciolti.
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