Chimica inorganica - acidi e basi

Acidi e basi

Capitolo 1: Premessa

Acidi e basi sono tra le sostanze più diffuse in natura. Per identificarli ci serviremo di alcune loro proprietà:

Acidi: tipico sapore aspro, liberano idrogeno se reagiscono con i metalli, cambiano il colore di alcuni estratti vegetali (tornasole), hanno un effetto neutralizzante su soluzioni basiche e in soluzione conducono la corrente elettrica.

Basi: sapore amaro, cambiano il colore di alcuni estratti vegetali (tornasole), hanno un effetto neutralizzante su soluzioni acide e in soluzione conducono la corrente elettrica.

Questi due tipi di sostanze reagendo tra loro rispettando le corrette proporzioni stechiometriche formano i sali annullando le loro proprietà a vicenda.

Acidi più famosi

• Acido acetico
• Acido nitrico
• Acido solforico
• Acido citrico

Basi più famose

• Bicarbonato di sodio
• Idrossido di magnesio
• Ipoclorito di sodio
• Idrossido di sodio

Teoria di Arrhenius

La prima teoria relativa agli acidi e basi fu formulata dal chimico Svante Arrhenius. Osservò che acidi puri (HCl) e basi pure (NaOH) pur non essendo elettroliti le loro soluzioni erano conduttrici. Tra l'altro tutti i composti a carattere acido possedevano un atomo di idrogeno e tutti i composti a carattere basico un gruppo ossidrile.

Per Arrhenius quindi un acido è una specie chimica che in acqua si dissocia liberando ioni idrogeno (protoni). Se libera un solo protone è detto monoprotico, se ne libera di più è detto poliprotico.

Es. di acido monoprotico: acido acetico

CH₃COOH + H₂O = H₃O⁺ + CH₃COO^-

È poliprotico l'acido solforoso:

H₂SO₃ + H₂O = H₃O⁺ + HSO₃^-

HSO₃^- + H₂O = SO₃^-- + H₃O⁺

Teoria di J.N. Brønsted-Lowry

Lo ione idrogeno genera un campo elettrico straordinariamente potente a cui quindi corrisponde un elevatissimo potere polarizzante. Quindi lo ione idrogeno, in soluzione acquosa, non può esistere isolato ma solamente legato a qualche altra specie chimica. Questa nuova teoria è molto più soddisfacente in quanto non è collegata al solvente acqua. Viene definito acido la specie chimica che è capace di cedere un protone. Viene definita base la specie chimica che è in grado di accettare un protone. Un acido si manifesta tale solo in presenza di una base che può accettarne il protone. Si parla di sistemi acido-base.

La reazione acido-base è: HA + B = BH⁺ + A^-

Coppie coniugate acido-base

Questa reazione viene chiamata anche reazione di protolisi perché descrive il trasferimento di un protone.