Acidi e basi
Teoria di Arrhenius
Un acido è una sostanza che contiene idrogeno e produce H+ in soluzione acquosa. Una base è una sostanza che contiene gruppi OH e produce ioni idrossido OH- in soluzione acquosa.
Teoria di Bronsted-Lowry
Un acido è definito come donatore di protoni, H+, e una base è definita come un accettore di protoni. Una reazione acido-base è il trasferimento di un protone da un acido a una base.
Coppia coniugata
Coppie coniugate acido-base
Forza degli acidi e delle basi
È necessario definire un criterio quantitativo per la misura della forza degli acidi e delle basi.
- CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+
Forza degli acidi e delle basi
Figura 7-7 Illustrazione del lavoro (di espansione) durante una reazione chimica.
Ka = [H3O+][CH3COO-] / [CH3COOH]
Ka = 1,85 x 10-5 per l'acido acetico
- HCOOH + H2O ⇌ HCOO- + H3O+
Ka = [H3O+][HCOO-] / [HCOOH]
Ka = 1,82 x 10-4 per l'acido formico
HCOOH è più forte di CH3COOH
Dal volume: Whitten “Chimica Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A.
Acido forte
K >> 1
Acidi poliprotici
- H3PO4: Ka1 = 7,1 x 10-3, Ka2 = 6,3 x 10-8, Ka3 = 4,2 x 10-13
- H3AsO4: Ka1 = 5,0 x 10-3, Ka2 = 1,8 x 10-7, Ka3 = 3,9 x 10-12
Più debole è un acido, più forte è la sua base coniugata. Allo stesso modo, più debole è una base, più forte è il suo acido coniugato.
Forza di un acido e formula di struttura
- CH3COOH: Ka = 1,8 x 10-5 (acido acetico)
- CH2ClCOOH: Ka = 1,4 x 10-3 (acido monocloroacetico)
- CHCl2COOH: Ka = 5,0 x 10-2 (acido dicloroacetico)
- CCl3COOH: Ka = 2,0 x 10-1 (acido tricloroacetico)
Forza di un acido e formula di struttura
- HClO: Ka = 3,7 x 10-8 (acido ipocloroso)
- HClO2: Ka = 1,1 x 10-2 (acido cloroso)
- HClO3: Ka > 1 (acido clorico)
- HClO4: Ka >>> 1 (acido perclorico)
Dal volume: Whitten “Chimica Generale” Piccin Nuova Libraria S.p.A.
Forza degli acidi: acidi binari
HI > HBr > HCl >> HF
Polarità ed energia di legame
Gli ioni che si generano dalla ionizzazione dell'acido fluoridrico formano legami idrogeno piuttosto forti.
Il comportamento dell'acqua
Figura 16-15: Diagrammi dell'energia potenziale che mostrano l'effetto della presenza di un catalizzatore. L'acqua è una sostanza anfotera o anfolita.
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