Chimica generale e inorganica

CH COO + H CH COOH

3 3

L’acido acetico è un acido debole e l’acetato è la sua base coniugata forte.

Se io prendo l’acido cloridrico la forza acida molto forte se in alto la sua base coniugata è Cl- e la sua forza basica è

molto bassa. Se prendo l’ammoniaca è una base debole vado a vedere NH rimane il suo acido coniugato e c’è tutta

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la fascia centrale in cui se la base è debole anche l’acido coniugato è debole. Di fatto è un’ approssimazione acido

debole e base coniugata forte→ vale quando sono agli estremi l’acido cloridrico che è una acido forte allora la sua

base coniugata molto debole; l’H2 non è un acido la sua base coniugata invece diventa molto forte H-. Poi c’è

questa fascia centrale in cui è debole l’acido ed è debole la base coniugata.

SLIDE 7 alcuni esempi:

• →

acidi forti idracidi (acido cloridrico, solforico, bromidrico) così come gli ossiacidi (acido solforico, nitrico,

perclorico)

• →

Acidi deboli acido acetico; solfidrico

• →

Basi forti ione idrossido; ione carbonato, ione idruro 49

• →

Basi deboli ammoniaca; ione cloruro

Acidi e basi deboli

Quando acidi e basi si dissociano solo parzialmente le loro reazioni di dissociazione sono rappresentate da reazioni

di equilibrio

Ogni acido debole è caratterizzato da una costante di dissociazione che mi dice quanto il nostro acido è dissociato

e quanto rimane in dissociato. Se noi scriviamo la reazione di dissociazione questa per esempio è quella dell’acido

fluoridrico si dissocia in acqua in F- e H3O+ la costante che ci dice quanto è forte la sua acidità è questa espressione

qui = il prodotto delle concentrazioni dei prodotti fratto la concentrazione dei reagenti

Al numeratore: ho i prodotti al denominatore: i reagenti se questo rapporto qui vale poco come l’acido fluoridrico

vuol dire che il denominatore vale tantissimo rispetto al numeratore. Questo vuol dire che la concentrazione di HF

che è la specie indissociata è maggiore rispetto a quelle delle specie dissociate al numeratore. L’acido si dissocia

molto poco quindi saranno molto pochi gli ioni H+ che rilascia in soluzione quindi è un acido debole. Il valore di

-4 -10

questa costante mi dice quanto è debole il mio acido. Per esempio: tra acido fluoridrico ( 10 ) e cianidrico (10 )?

Acido fluoridrico è più forte dell’acido cianidrico. →il

Per le basi non cambia molto. Prendiamo l’ammoniaca (slide) espressione della sua costante di dissociazione

prodotto delle concentrazioni dei prodotti fratto la concentrazione dei reagenti. Se il numero è alto vuol dire ho

tanti prodotti in soluzione e quindi la base è debole; se il numero è piccolo vuol dire che ho pochi prodotti in

-5

soluzione e la base è forte. 10 vuol dire che il denominatore pesa tanto rispetto al denominatore; significa 100mila

volte quindi una molecola di NH + e 100mila molecole di NH

4 3

SLIDE 9 Quanto più bassa è la costante di dissociazione Ka o Kb, tanto più l’equilibrio è spostato a sinistra e l’acido

o la base sono deboli. Cosa significa? Noi possiamo vedere queste reazioni come se fossero in equilibrio perché è

+

vero che HF si può dissociare in F- H però se F- incontra H+ si può dissociare per dare HF Quini se il numero della

.

ka è piccolo significa che questo equilibrio è spostato verso i reagenti perché la concentrazione di HF è molto

maggior di F-.

Il prodotto delle costanti Ka x Kb per tutte le coppie acido-base coniugate nello stesso solvente ha sempre lo

stesso valore a temperatura costante.

Sostanze che , come l’acqua, a seconda dei casi si comportano da acido o da base, sono dette anfiprotiche.

SLIDE 10 idracidi e ossiacidi sono tendenzialmente acidi forti e poi c’è tutta la parte di acidi e basi deboli. Man mano

che ansiamo giù man mano diminuisce il carattere acido della nostra sostanza. Quelli che ci interessano acido

cloridrico, bromidrico, solforico, nitrico, acido acetico.

SLIDE 11 Di nuovo abbiamo una serie di acidi che a differenza dell’acido cloridrico sono poliprotici e sono quegli

acidi che possono cedere più di un H+ In che senso? Prendiamo l’acido cloridrico che si dissocia in H+ + Cl- e quindi

cede un H-. Che cosa succede se ho l’ acido solforico?

+ 4-

• →

se cede un H+ diventa : H SO H + HS0

2 4

4- 4- + 42-

• ma →

HS0 può cedere l’altro idrogeno HSO H + SO

→

Se compatto le due reazioni è come scrivere H SO 2H+ + SO 2-

2 4 4

La particolarità dell’acido solforico che è un acido forte in prima dissociazione quindi il primo H+ lo cede

rapidamente e completamente, è una acido debole in seconda dissociazione 50

SLIDE 12 lista di acidi con forza acida crescente e quindi combinata con base acida decrescente

SLIDE 13 ACIDI FORTI

Un elettrolita è un composto che ionizza in solventi polari (H2O) dissociandosi nei suoi costituenti

NON elettroliti (molecole isolate) Es. saccarosio

Elettroliti deboli (molecole o sali poco dissociati,) Es. CH3COOH, CdSO4

Elettroliti forti (molecole o sali completamente dissociati) Es. HCl, NaCl

sono elettroliti forti cioè elettroliti sono quei soluti che quando vengono sciolti in una soluzione si dissociano

completamente in ioni e fanno si che la soluzione conduca elettricità. Una certa sostanza può essere un elettrolita

forte, debole o un non elettrolita. Un elettrolita forte se si dissocia completamente quindi arricchisce la soluzione

di parecchi ioni che quindi potranno condurre molta elettricità; se è un elettrolita debole così come il caso degli

acidi deboli (parzialmente dissociati) in numero di ioni che immettono nella soluzione è inferiore e quindi la

soluzione produrrà meno corrente; non elettrolita non si dissocia es. saccarosio si scioglie ma non si dissocia in ioni

e quindi non conduce elettricità.

→

Acido cloridrico elettrolita forte

→

Acido acetico elettrolita debole

Teoria di Lewis

Un ACIDO è una sostanza che in grado di accettare una coppia di elettroni (elettrofilo), una BASE è una sostanza in

grado di cedere una coppia di elettroni (nucleofilo).

Un acido è una specie ionica o molecolare che può accettare una coppia di elettroni formando un legame covalente

coordinato. Una base è una specie ionica o molecolare che può dare una coppia di elettroni formando un legame

covalente coordinato. I metalli in generale sono basi di Lewis (perchè hanno la tendenza a cedere gli

elettroni per completare il livello energeti esterno) I non metalli in generale sono

acidi di Lewis (perchè hanno la tendenza ad acquistare gli elettroni per completare

il livello energetico esterno)

Cambia completamente il suo punto di vista rispetto alle reazioni acido base ma di fatto non cambia la sostanza

perché per Lewis un acido è una sostanza che in grado di accettare una coppia elettronica quindi sposta l’attenzione

sulla reazione acido base perché non intervengono più gli H+ e gli OH- come Arrhenius e neanche trasferimento di

H+ ma lui lo vede dal punto di vista degli elettroni e dice l’acido acquista una coppia di elettroni la base invece è

una specie che cede una copia di elettroni. I metalli sono specie che hanno grande tendenza a cedere gli elettroni

e quindi hanno carattere basico secondo Lewis, i non metalli hanno grande tendenza ad acquistare elettroni e quindi

hanno carattere acido secondo Lewis. Ma di fatto non sta cambiando molto perché nel momento in cui e ritorno

→

all’acido cloridrico HCl H+ +CL- l’acido cloridrico cede il suo H+ diventa Cl- e Lewis cosa dice? Che un acido è una

specie che acquista elettroni; se acquista elettroni si carica negativamente. Che cosa succede nella reazione di

+ -

dissociazione dell’acido cloridrico? finisco con H Cl quindi di fatto l’atomo di cloro si è comportato da acido

secondo Lewis perché ha acquistato elettroni; l’idrogeno si è comportato da base secondo Lewis perché ha ceduto

il suo elettrone.

Abbiamo 3 teorie che guardano la stessa cosa da punti di vista differenti. 51

SLIDE 15 ES. H+ che si comporta da acido e ho lo ione F- che si comporta da base lo ione F- ha una coppia elettronica

disponibile; lo ione H+ non ha coppia elettronica

quando vanno a formare HF lo ione fluoruro ha

ceduto gli elettroni agli H+ che li acquista.

Stessa cosa se ho un H+ che si somma a una

molecola di ammoniaca; molecola di ammoniaca

l’azoto ha un doppietto elettronico non

condiviso quando vanno a reagire insieme

questo doppietto elettronico viene ceduto all’H+

per formare NH4+. Di fatto l’ammoniaca si

comporta da base, H si comporta da acido. Tutto

è coerente anche con Broensted e Lowry perché

per loro l’ammoniaca è una base e H+ un acido.

Abbiamo un esempio che è lo stesso usato quando parlavamo di legame covalente dativo; di fatto può essere vista

come una reazione acido base dove l’ammoniaca di fatto è una base perché ha il doppietto elettronico disponibile

e lo cede al tricloruro di boro che si comporta da acido e formano questa specie qua

SLIDE 16

Comportamento anfotero dell’acqua

Il comportamento acido o basico (anfotero) dell’acqua dipende dalle altre specie presenti.

Il comportamento acido o basico (anfotero) dell’acqua dipende dalle specie con cui va a reagire. Quindi se ho un

areazione tra acqua e acido fluoridrico succede che l’acido fluoridrico è chiaramente un acido e quindi l’acqua si

+

comporta da base di Broensted e Lowry . L’acido fluoridrico cede l’H+ e l’acqua lo acquista diventando H O e quindi

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si comporta da base.

Nell’esempio successivo ho l’ammoniaca (=base) reagisce con l’acqua per formare lo ione ammonio in questo caso

acqua si comporta da acido perché cede l’H+ all’ammoniaca che è una base di Broensted e Lowry che lo acquista e

l’ammoniaca diventa lo ione ammonio e l’acqua uno ione ossidrile.

Questo comportamento oltre all’acqua ce lo hanno anche altre sostanze.

L’acqua e il pH

[spiegazione slide] Le soluzioni acquose di non elettroliti non conducono la corrente elettrica: ciò vuol dire che i

non elettroliti sono sostanze che non si dissociano in ioni, quindi nemmeno l'acqua stessa dovrebbe produrre ioni.

L’uso di strumenti molto sensibili ha consentito di riscontrare anche nell’acqua purissima il passaggio di una

debole corrente elettrica e quindi anche l’acqua, seppure in minima misura, deve libera