Appunti di chimica su Idrolisi salina, Soluzioni tampone, e Solubilità

L'IDROLISI SALINA - ΔpH

Alcuni sali in acqua provocano una VARIAZIONE di pH. Dal momento che i sali si dissociano in uno ione positivo ed in uno ione negativo (cioè in un acido e in una base), possiamo classificarli in 4 categorie a seconda da dove derivano:

1. ACIDO FORTE + BASE FORTE → NaCl
2. ACIDO DEBOLE + BASE FORTE → CH₃COONa
3. ACIDO FORTE + BASE DEBOLE → NH₄Cl
4. ACIDO DEBOLE + BASE DEBOLE → CH₃COONH₄

Quando mettiamo un sale in acqua avviene L'IDROLISI SALINA. Così detto, infatti, alcune molecole di acqua attaccano il sale. Più dettagliatamente il fenomeno per cui in seguito ad una dissociazione del sale uno o entrambi gli ioni provenienti da tale dissociazione possono reagire con l'acqua e apportare una variazione di pH.

Esistono 2 TIPI DI IDROLISI:

• BASICA
• ACIDA

CH₃COONa → CH₃COO^- + Na⁺

Reagisce con l'acqua solo se è FORTE

CH₃COO^- + H₂O → CH₃COOH + OH^-

PER CALCOLARE IL pH

NELLE IDROLISI BASICHE

pH = 7 + ¹/₂ pK_w + ¹/₂ log C_s

L'IDROLISI SALINA - ΔpH

Alcuni sali in acqua provocano una variazione di pH.

Dal momento che i sali si dissociano in uno ione positivo ed in uno ione negativo (cioè in un acido e in una base), possiamo classificarli in 4 categorie a seconda da dove derivano:

1. ACIDO FORTE + BASE FORTE → NaCl
2. ACIDO DEBOLE + BASE FORTE → CH₃COONa
3. ACIDO FORTE + BASE DEBOLE → NH₄Cl
4. ACIDO DEBOLE + BASE DEBOLE → CH₃COONH₄

Quando mettiamo un sale in acqua avviene l'IDROLISI SALINA. Cioè gli ioni che compongono il sale interagiscono con l'acqua e si ha una variazione di pH: BASICA o ACIDA. Esistono 2 tipi di IDROLISI:

CH₃COONa ↔ CH₃COO^-+ Na⁺

Reagisce con l'acqua solo se è FORTE

CH₃COO^- + H₂O ↔ CH₃COOH + OH^-

PER CALCOLARE IL PH NELLE IDROLISI BASICHE

pH = 7 + 1/2 pK_w + 1/2 log c_s

3° caso

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^-

NH₄⁺ + H₂O → NH₃ + H₃O⁺

NH₄⁺ + H₂O → NH₄OH + H₃O⁺

PER CALCOLARE IL pH NELLE IDROLISI ACIDE

pH = 7 - 1/2 pK_b - 1/2 log c_s

10° caso

NaCl → Na⁺ C1^-

Nessuno è forte → nessuno reagisce con H₂O → nessuna idrolisi

10° caso

CH₃COONH₄ → CH₃COO^- + NH₄⁺

CH₃COO^- + H₂O → CH₃COOH + OH^-

NH₄⁺ + H₂O → NH₄OH + H₃O⁺

PER STABILIRE SE È UN'IDROLISI BASICA O ACIDA, BISOGNA STABILIRE QUALE TRA DUE CONIUGATI È PIÙ FORTE, CIOÈ QUALE DEI DUE CONIUGATI DERIVA DA QUELLA PIÙ DEBOLE, VICEVERSA QUELLO CHE POSSIEDE UNA COSTANTE PiÙ BASSA (K_w = 1.76 · 10^-5)

pH = 7 + 1/2 pK_w - 1/2 pK_a

SOLUZIONI TAMPONE - pH COSTANTE

Le soluzioni tampone sono soluzioni che in seguito all'aggiunta di un acido di una base, mantengono pressoché inalterato il valore del pH.Esistono 2 tipologie di soluzioni tampone:

1. TAMPONE ACIDO sono soluzioni tampone che tamponano in ambiente acido e sono costituite da un ACIDO DEBOLE e da un sale che proviene da quell'acido debole e da una base forte

Es: CH₃COOH (acido debole) + CH₃COONa (sale)

2. TAMPONE BASICO sono soluzioni tampone che tamponano in ambiente basico e sono costituite da una BASE DEBOLE e da un sale proveniente da quella base debole e da un acido forte

Es: NH₄OH (base debole) + NH₄Cl (sale)

Come funziona il tampone?

TAMPONE ACIDO

• CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺
• CH₃COONa ⇌ CH₃COO⁻ + Na⁺

Se mettiamo HCl (ACIDO FORTE) in tale soluzione, esso essendo un acido forte va su come una base che è la più forte presente:

• H₂O → HCl reagisce con quella più forte che è aumentando CH₃COO⁻ poiché si fa base coniugata di un acido debole (CH₃COOH)

Quindi nel momento in cui HCl viene messo in soluzione, si ha:

HCl + CH₃COO⁻ → CH₃COOH + Cl⁻

(non si formano ioni H₃O⁺ e quindi il pH rimane invariante)

Il pH in realtà VARIA LEGGERMENTE perché in momento in cui CH₃COOH si forma un acido reagitvo, si aumenta R _{[CH₃COO⁻]}(reagendo) l'equilibrio si sposta a destra e pertanto aumenta un po' [ ] di non H₃O⁺

Se invece nella stessa soluzione tampone mettiamo una base:

KOH

• CH₃COOH + H₂O
• H₂O +
• Na⁺

KO⁻ + H₃O⁺ → K⁺ + 2 H₂O

(non si formano OH⁻ e il pH rimane pressoché invariato)

Tampone Basico

NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^-

NH₄Cl ↔ NH₄⁺ + Cl^-

• Se mettiamo NaCl (acido forte) reagisce con la base più forte che trova - OH⁻
• Cl⁻ reagisce con OH⁻ (base + base coniugata di un acido debole = H₂O)

H₂O + OH⁻ ⟶ Cl⁻ + H₂O (Effetto Tampone)

• Se mettiamo NaOH (base) reagisce con l'acido più forte che trova - NH₄⁺
• NH₄⁺ + NaOH ⟶ NH₄OH + Na⁺
• NH₃ + H₂O perché NH₃ non esiste in acqua

Formule pH in Soluzioni Tampone

Tampone Acido: pH = pK_a - log ^CA/_CS

Tampone Basico: pOH = pK_b - log ^CB/_CS