Appunti completi Fondamenti di chimica – Integrazione Libro + Lezioni (A.A. 2024/25)

Acidi e Basi per Bronsted-Lowry

• Reazioni Acido-Base → trasferimento Ione H⁺

• Acido = Sostanza che può Donare Protone
• Deve Avere atomo Idrogeno da Rilasciare
• Base = Sostanza che può Accettare Protone
• Usa coppie di e^- in non Legame

• Serve Sempre sia Acido che Basico
• Amfiprotico = Sostanza che agisce sia come Acido che Base (es. H₂O → H₃O⁺, OH^-)

Coppia Acido-Base Coniugata

• ∀ Acido ha Base Coniugata (rimuovendo protone)
• ∀ Base ha Acido Coniugato (aggiungendo Protone)
• ∀ reazioni ha 2 pair di Coppie Coniugate

HA_(aq) + H₂O_(aq) ⇆ A^-_(aq) + H₃O⁺_(aq)

Forza Acidi e Basi

1. Acidi Forti (Dissociazione Completa)
   • => Base Coniugata con Basicita' TRASCURABILE (non accetta protoni)
2. Acidi Deboli (Dissociazione Parziale)
   • => Base Coniugata Debole (debole a rimuovere protoni)
3. Acidi a Acidita' Trascurabile
   • => Basi Coniugate Forti (reggono completamente)

!

1. H⁺ e OH^- Acido e Base Forti (in Sol Aqueose)
2. x Effetto LIVELLANTE: Acido e Basi forti reagiscono in H₂O formando H⁺ e OH^-

!

1. Se H₂O e' Base e Forte di Base Coniugata A^-
2. => La reazione sara' spostata a Destra
   • HA + H₂O → A^- + H₃O⁺
3. Se A^- e' Base e Forte di H₂O (quindi HA Acido Trascurabile)
   • => reazione a Sinistra
   • HA + H₂O ↔ A^- + H₃O⁺

Quindi SEMPRE Favorito:

Trasferimento H⁺ da Acido +Forte a Base +Forte x Formare Acido e Base +Deboli

H₂O = ANFIPROTICA => Sia Base che Acido dipende da Ambiente: H₃O⁺ e OH^-

Autoinniezione H₂O

= Molecola H₂O dona Protone H⁺ a seconda Molecola H₂O

• K_C = [H₃O⁺][OH^-] = K_w = 10^-14 (Cost di Equilibrio)
• => Se [H⁺] = [OH^-] = Sol Neutra
• Se [H⁺] > [OH^-] = Sol Acida
• Se [H⁺] < [OH^-] = Sol Basica

p“ = -log(...) => pH = -log[H⁺] pOH = -log[OH^-]

K_w = [H⁺][OH^-] = 10^-14

pH + pOH = 14 = pK_w

Se pH = 7 => Neutro Se pH > 7 => Basico Se pH < 7 => Acido

[H⁺] quando:

1. x Acidi Forti ⇒ [H⁺] = [HA]
2. x Basi Forti ⇒ [OH^-] = [B]
3. x Acidi Deboli:

↳ Ionizzazione Parziale

• K_a = ^[H+][A-]/_[HA]
• ![pH = -log [H⁺] ⇒ [H⁺] = 10^-pH
• ⇒ K_a = ^[H+][A-]/_[HA]

Percentuale di Ionizzazione = ^[H+]/_[HA] ⋅ 100%

Calcolo del pH

• HA + H₂O ⇌ H⁺ + A^-
• Sapendo K_a (da HA) tabellata
• K_a = [H⁺] [A^-] / [HA]

pongo [H⁺] = x

• [H⁺] = [A^-] = x , [HA] = v - x
• K_a = x² / v - x
• v - x ≃ v
• x² = K_a (v) ⇒ x = √K_a v
• pH = - log (√K_a v)

1. Basi Deboli ⇒ Stesso Ragionamento con K_b
2. B + H₂O ⇌ HB⁺ + OH^-
3. K_b = [HB⁺] [OH^-] / [B]

• K_w = K_a ⋅ K_b = 10^-14

Soluzioni Saline e pH

• Sale ⇒ Dissociazione Completa (elettroliti forti)
• Gli ioni si dicono: Ricevono Catione/Anione in Acqua

• Sale costituito da Anione e Catione
• Li consideriamo rispettivamente Base e Acido
• Questi hanno rispettivi Acido e Base Coniugata Associato

Se ho:

1. Acido e Base Coniugata Forte
   • ⇒ Base (anione) e Acido (catione) Trascurabili
2. Acido Cogn. Debole e Base Cogn. Forte
   • ⇒ Base (anione) Debole ⇒ Aumenta pH (> 7 Basico)
3. Acido Cogn. Forte e Base Cogn Debole
   • ⇒ Acido (catione) Debole ⇒ Diminuisce pH (< 7 Acido)
4. Acido e Base Coniug. Debole
   • ⇒ Genera sia Acido che Base Debole
   • ⇒ pH dipende da K_a, K_b
     • > 7 (Basico) Se K_b > K_a
     • < 7 (Acido) Se K_a > K_b
     • = 7 (Neutro) Se K_a = K_b

Catione influeza il pH Se:

1. Acido Coniugato da Base Debole
2. piccoli Catione con Carica superiore a 2+

Strutture Chimiche Acido-Base

Ammine = Basi Deboli che includono Ammoniaca

• Forza di Acido dipende da:

  1. Polarità del legame A-H
     • Se Polarizzato con H: δ^- => Acido
       • => + Polare => + Acido
     • Se non Polare => Trascurabile
  2. Forza del Legame A-H
     • => Meno Forza Legame => + Forte Acido
  3. Stabilità Base Coniugata
     • => + Stabile =>