Chimica inorganica

ACIDI E BASI

teorie:

• Bronsted-Lowry (1923)
• acido: specie in grado di cedere protoni trasportandosi nella sua base coniugata
• base: specie in grado di accettare un protone trasportandosi nel suo acido coniugato
• coppie coniugate: coppia che differisce di un _H più
• solventi: protogenici, protrofici, anfiprotici, aprotici
• Arrhenius (1887)

• acido: sostanza che produce _H ⁺
• base: sostanza che produce _OH ^-
• Problema:
  • solvente
  • sostanza a-b senza O-H
  • Problema ioni H⁺

ACIDO (BASE) DEBOLE: specie che in acqua reagisce PARZIALMENTE

ACIDO (BASE) FORTE: specie che in acqua reagisce COMPLETAMENTE

ACIDI

• x gli ac. deboli: possibile definire _Ka costante di dissociazione acida
• Ka = [prodotti]/[reagenti]
• NO H₂O
• costante a T cost.
• - x gli ac. forti no Ka sono compl. diss. in solut.
• 1) effetto livellante del solvente
• 2) tanto più è forte l'acido tanto debole è la sua base: gli anioni derivanti x dep. sono IONI SPETTATORI.

BASI

• = acidi _Kb = costante di dissociazione basica
• = acidi NO _Kb
• 1) cationi alcalini e alcalino terrosi sono IONI SPETTATORI
• 2) effetto livellante del solvente

Ka/Kb possono essere scritte in funzione di α

α - Specie reagente

1 - Cinicale

legge di OSTWALD

acconto che le α di un ac di α⊨1 per cui è

possilile trascurabile a denominatore

=> Ka ≈ α² Ca

Ca

α < 1

ACIDO DEB.

ACIDO FORTE

AUTOPROSI!

2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH^-

Kw = [H₃O⁺][OH^-]

costante di autoprobiosi dell H₂O = 10^-14 a 25°

[H₃O⁺] = [OH^-] = 10^-7p

pH:

GRADO DI ACIDITÀ SOLVE ACQOOSE

solut. ACIDE => pH < 7

solut. NEUTRA => pH ≈ 7

solut. BASICA => pH > 7

pOH = -log [OH^-]

solut. ACIDA => pOH > 7

solut. NEUTRA => pOH ≈ 7

solut. BASICA => pOH <7

pH + pOH = 14 (sempre!)

Soluzioni Tampone

Solt di inviarso

AD + BC equimolari → mantengono il pH

AD (BD) + base che fornisce BC (AC)

pH = pKa - log ^Ca/_Cb

pH = pKa + 1

rapporto costante prima e dopo l'aggiunta di AC o BS

in mol di specie tamponanti

le soluzioni possono essere ottenute anche prevenendo nello stesso solvente i sali dello stesso ac poliprotico

Tamponi Universali

mix di AD e BF

acido fosforico + acido acetico + acido borico + NaOH

soluzioni molto concentrate (>0.1)^M di solo AE o BF

hanno proprietà tamponanti anche col aggiunta di reagenti, entrano AC o BS

...le pile a concentrazione si possono trovare anche i prodotti di soluzione...

...valore noto a base costituita da due elettrodi H...

ELETTROSI: insieme dei fenomeni che avvengono...

CELLE DI ELETTROSI

CATHODO: soluzione...

POLO NEGATIVO

ANOD: soluzione...

POLO POSITIVO

ΔE_d: potenziale di decomposizione...

ddp ≥ ΔE_d

FORZA CONTRA-ELETTRO...

F_cem = E_a-E_c

durante l'elettroli...

ΔE_{d min} = E_a-E_c (= F_cem)

aumento di corrente...

SOVRATENSIONE (i):

1. ATTIVAZIONE
2. CONCENTRAZIONE
3. CADUTA OHMICA

affinché avvenga la reazione è necessario che sia superata una barriera di...

Qp = n Cp ΔT

capacità termica

Qp = m c ΔT

calore specifico

ΔU e ΔH

ΔH = ΔU + Δ (PV)

• per solidi e liquidi e p = cost
• per gas

ΔH = ΔU + Δ(PV) ⇒ ΔU + ΔnRT

Cp - Cv = R

ENTALPIA MOLARE STANDARD, ΔH°

variazione di entalpia di una mole di reagenti standard trasformati in prodotti standard

stato standard di una sostanza: forma + stabile a P = 1 atm e T di interesse (solitamente 298,15 K)

LEGGE DI HESS:

ΔH = somma algebrica delle variazioni di entalpia associate ai singoli processi a cui la reazione può essere formalmente suddivisa

ΔH_f°: variazione di entalpia nella formazione di un composto puro a partire dai suoi elementi nello stato standard

ΔH_i° = Σ_i ΔH_f° (prod.) - Σ_i ΔH_f° (reag.)

per convenzione ΔH_f° (H₂) = 0

x Secondo Ordine

1/_[A]² = kt + 1/_[A]0

Tempo di dimezzamento

t_1/2 = ln 2 / k = 0.693 / k

t_1/2 = 1 / k[A]₀

Effetto temperatura sulla velocità di reazione

La velocità aumenta aumentando la temperatura

ln k = ln A – Ea / RT

K = Ae^-Ea/RT

Teoria delle collisioni (Urey)

Le molecole dei reagenti devono urtarsi affinché possano produrre una reazione. Gli urti devono avere due requisiti:

• Sterico: Solo gli urti con la giusta orientazione possono produrre una reazione.
• Energetico: Affinché si abbiano i prodotti, i reagenti devono possedere una Ea affinché possa avvenire la reazione.

Eq. di Arrenhius in forma logaritmica:

ln k = ln A – Ea / RT

Pendenza = -Ea / R

I COMPOSTI DI COORDINAZIONE

• IONE COMPLESSO + CONTROIONE
• ione metallico centrale + molecole o ioni
• NUMERO DI COORDINAZIONE (NC), numero di LP accettati dalla c. ion. centrale

LIGANDI (si legano al metallo)

• MONODENTATI
  • mediamente 1LP
  • NC = n° leganti
• POLIDENTATI (CHELANTI)
  • mediamente + di 1 LP
  • NC = n° leganti

→ nomenclatura: shèdes

GEOMETRIE

• NC=2 → LINEARE
• NC=4
  • d²d⁵d¹⁰ → TETRAEDRICA
  • d⁸ → QUADRATO PLANARE
• NC=5
  • PIRAMIDE TRIGONALE
  • PIRAMIDE A BASE QUADRATA
• NC=6
  • OCTAEDRICA
  • se distorsione d⁹ → TETRAGONALE

ISOMERI

• di struttura (diversi legami tra gli atomi)
• stereoisomeri (diversa disposizione spaziale)
  • geometrica
    • cis - trans
    • fac - mer
  • ottici