Chimica Generale e Inorganica

Definizioni di acidi e basi

O(H ), mentre sono definite basiche quelle sostanze che in acqua3 −OH liberano ioni ". Questo modello era abbastanza preciso, ma non teneva conto di duefattori: in primis il fatto che l’acqua non fosse l’unico solvente e poi il54fatto che alcune sostanze dal comportamento basico non possedesseroioni .−OH2.

Definizione di Brönsted e Lowry: +H"Si dice acida una sostanza in grado di donare protoni , mentre si+Hdice base, una sostanza in grado di accettare protoni ".Tutte gli acidi, secondo questa teoria, lo erano anche per Arrhenius,ma lo stesso non è possibile dirlo per le basi, in cui sono presenti, comeesplicitato prima, alcune divergenze.L’innovazione di questa definizione è il fatto di aver introdotto il con-cetto di secondo la quale un acido o una basedipendenza acido-base,si comporterebbero come tali solo in presenza della controparte.

Definizione di Lewis:"Una sostanza si dice acida se è in grado di

accettare un doppietto elettronico, mentre si dice basica se è in grado di donarlo". Questa definizione amplia notevolmente il numero delle sostanze acide, in quanto, a differenza della definizione di Brönsted e Lowry, per essere un acido non è necessario possedere un atomo di idrogeno. Inoltre, data la centralità del doppietto elettronico libero, un legame tipico tra acido e base, secondo questa teoria, sarebbe quello di tipo covalente coordinativo. Considerando valida la definizione di Brönsted e Lowry, passiamo ora all'analisi della dissociazione di un acido o di una base, ovvero la misura del loro grado di dissociazione in acqua. Questa forza si misura calcolando la costante di equilibrio di una reazione di dissociazione acida o basica. La reazione di dissociazione acida è del tipo:

HA + H2O ↔ A- + H3O+

Questa reazione ha una costante di dissociazione acida uguale a:

[A-][H3O+]/[HA][H2O]3

(37)k =a [HA]Per cui, sostenendo che un acido si dice forte se, in acqua, si dissocia fortemente, esso sarà tanto più forte quanto la sua costante di equilibrio acida sarà maggiore di 1.55. Analogamente la reazione di dissociazione basica è del tipo: −↔B + H2O → BH + OH2. Quindi la sua costante di equilibrio basica sarà: −·[BH] [OH ] (38)k =b [B]Per cui, se una base si dice forte quanto tende a dissociarsi completamente, essa sarà tanto più forte quanto più maggiore di uno è la sua costante di equilibrio basica. Contrariamente a questi, quando la costante di dissociazione è minore di uno i seguenti acidi e basi si dicono deboli. Anche l'acqua ha una sua reazione di dissociazione e quindi una costante di equilibrio associata. La reazione è: −+↔2H2O → H3O+ + OH2. Per cui la costante di dissociazione è: − −14 (39)+ · ·k = [H3O+] [OH-] = 1 10w 3. Questo

Oscillare tra zero (massima ⁵⁶acidità) e quattordici (massima basicità), dove rappresentava la pH = 7 neutralità.

Figura 58: Scala del pH

Analogamente al pH esiste anche il pOH che è influenzato dalla contrazione degli ioni e, la cui scala, è da interpretare al contrario rispetto al pH.

Il legame tra pH e pOH è espresso come: pH + pOH = 14

Partendo dal presupposto di Brönsted-Coppia Acido-Base Coniugata e Lowry che il comportamento acido o basico dipende dallo scambio di un protone, in una reazione di equilibrio acido o basico, saranno sempre presenti, dalla parte dei reagenti, un acido e una base e, nei prodotti, la loro rispettiva Questo acido/base coniugato è l'accettore base e acido coniugato o il donatore di un protone.

Una caratteristica di queste coppie è che il prodotto tra il coefficiente di dissociazione acido di uno e quello basico dell'altro, eguagliano la costante di autodissociazione dell'acqua.

Una soluzione tampone è un sistema acido-base che permette, entro certi limiti, di mantenere il pH della soluzione invariato dopo l'aggiunta di piccole quantità di un acido o una base forte. Detto ciò, analizziamo le cinque fasi della preparazione di un tampone:

1. Bisogna scegliere con cura la coppia acido-base coniugata in modo tale che il logaritmo negativo della costante acida (pKa) sia quanto più simile al pH della soluzione tampone che vogliamo ottenere.
2. Si decide il rapporto tra la concentrazione dell'acido e della base tenendo conto che, tanto più le due concentrazioni sono simili, tanto più sarà il potere tamponante.
3. Si decide il valore della concentrazione assoluta del tampone, ovvero la quantità dell'acido e della base da inserire. In questo caso dobbiamo ricordarci che, tanto maggiori saranno le concentrazioni della coppia coniugata, tanto maggiore sarà l'effetto tamponante.
4. ...

• Inserisco sia l'acido che la base coniugata in base a rapporti prestabiliti.
• Inserisco in soluzione l'acido coniugato e un di base forte in modo tale che gli ioni OH- formati dalla dissociazione totale della base, reagiscano con l'acido per formare una certa quantità della sua base coniugata.
• Inserisco sia l'acido che la base coniugata in base a rapporti prestabiliti.
• Inserisco in soluzione la base coniugata e un di acido forte in modo tale che gli ioni H3O+ formati dalla dissociazione totale dell'acido, reagiscano con la base per formare una certa quantità del suo acido coniugato.