Acidi e basi, idrolisi e tamponi

Proprietà dell'acqua e forza degli acidi e delle basi

L'acqua è una sostanza anfotera ed è molto piccola. La frazione di molecole che si dissociano è molto piccola. La costante di equilibrio dell'acqua (Kw) è uguale a Keq [H₂O] = 10^(-14). Questa costante aumenta all'aumentare della temperatura perché la reazione di dissociazione dell'acqua è endotermica.

Quando una soluzione ha [H] = [OH], il pH è 7, ma solo se la temperatura è di 25°C e quindi la pKw = 14. È conveniente esprimere la concentrazione di [H] in termini logaritmici, anziché con numeri molto piccoli. Quindi, pH = -log[H] e pH + pOH = 14.

La forza degli acidi e delle basi si calcola accoppiando gli acidi alla stessa base, che comunemente è l'acqua. Un acido è considerato forte se ha una Ka elevata, quindi una pKa bassa. Per le basi si effettua lo stesso calcolo.

Più un acido è forte, più la sua base coniugata è debole e viceversa. La forza di un acido è influenzata dalla sua struttura, ad esempio negli acidi forti l'idrogeno non è legato all'atomo centrale, ma ad uno degli atomi di ossigeno dove c'è...

unacarica formale negativa (se l'atomo legato all'idrogeno ha un'elettronegatività elevata l'acidità aumenta)* →L'elettronegatività è importantetuttavia l'elettronegatività non è sufficiente a spiegare il comportamento degli acidi, perché spiega solo il fattoche l'acidità aumenta lungo in periodo (ovvero perché aumenta l'elettronegatività) , ma non spiega perchéaumenta scendendo lungo un gruppo.L'energia di dissociazione del legame A-H diminuisce lungo un gruppo quindi il legame è più facile darompere. Aumenta inoltre il vomume delle molecole e la formazione di anioni più voluminosi è favorita.• se all'atomo centrale sono legati uno o più atomielettronegativi la forza dell'ossiacido aumentaper effetti induttivi e mesomericioltre all'acqua ci sono anche altri anfoteri → alcuni cationi possono agire sia

da acido che da base a seconda del pH della soluzione

EQUILIBRI ACIDO-BASE:

si scrive l'equazione bilanciata

si prepara una tabella con le conc. Iniziali e le variazioni in funzione di x

si inseriscono le conc di equilibrio in funzione di Keq e si risolve l'equazione

ESISTONO VARI EQUILIBRI:

acidi e basi deboli

acidi e basi forti :

acido forte+acido forte:

base forte+base forte:

acido debole+acido forte oppure base debole+base forte:

si procede allo stesso modo quindi sommando le concentrazioni di H dissociate, solo che nel caso dell'acido debole o della base debole la concentrazione di H o OH dissociate si trovano tramite Ka e Kb

SALI:

come si calcola il pH di un sale?

Base forte-acido debole

Acido forte-base debole

Base debole-acido debole

Acido forte-base forte

Acido forte-Base forte:(REAZIONE DI NEUTRALIZZAZIONE)→ sale neutro

Na e Cl derivano da base e acido forti quindi non reagiscono con l'acqua e il pH rimane 7

prima di trattare sali acidi e basici dobbiamo introdurre un nuovo

parametroCOSTANTE DI IDROLISI: si può calcolare a partire dalla costante di dissociazione dell'acido o della base coinvolti nella reazione di idrolisi. L'idrolisi si ha quando una base forte reagisce con un acido debole e quindi la base coniugata dell'acido debole sappiamo che è forte; se è abbastanza forte reagisce con l'acqua e da idrolisi. Se conosco la Kh posso calcolare gli OH dissociati facendo la tabella delle concentrazioni iniziali e di quelle all'equilibrio successivamente considero → Acido debole - Base forte → sale basico Acido debole - Base debole. Entrambi gli ioni prodotti danno idrolisi secondo le reazioni: Si decide se prevale la sorgente di H o di OH.

TITOLAZIONI:

• si prepara una soluzione a concentrazione nota di un opportuno titolante
• si fa reagire con la soluzione incognita finché le moli di questa non avranno completamente reagito.
• Si misura il volume del titolante di cui ci siamo serviti al punto equivalente

varia a seconda che stiamo facendo reagire: - acido forte-base forte - acido forte-base debole - base debole-acido forte - acido debole-base forte Il punto equivalente è a pH 7. Se si titola invece una base forte con un acido forte, si ottiene una curva riflessa rispetto alla retta corrispondente a pH 7. Il punto di viraggio quando facciamo reagire acido debole-base forte è pH basico, mentre acido forte-base debole è pH acido. Nelle titolazioni di un acido debole con base forte (o di base debole con acido forte) è necessario scegliere un indicatore che effettui un viraggio nel punto di equivalenza. Ogni indicatore ha un punto di equivalenza diverso e sta all'operatore scegliere quello giusto. SOLUZIONI TAMPONE: Le soluzioni tampone minimizzano le variazioni di pH. La preparazione può avvenire: - miscelando quantità paragonabili di acido debole e sua sale, o base debole e sua sale - neutralizzando parzialmente una soluzione di acido debole con base forte o base debole con acido forte Come funziona una soluzione tampone? Aggiungendo un difetto di acido forte a un sale.

basico o un difetto di base forte aContiene quantità di una coppia acido-base (deboli) un sale acido.se aggiungiamo acidi o basi questi reagiranno con la parte della coppia rispettivamente basica e acida.