Chimica inorganica - acido e base - Appunti

Teoria di Arrhenius

Un acido è una sostanza che contiene idrogeno e rilascia uno ione idrogeno (H⁺) come uno dei prodotti di dissociazione, la reale struttura dello ione H⁺ in acqua è H₃O⁺. Una base è un composto che produce ioni OH^- in acqua.

Teoria di Brønsted e Lowry

Un acido è qualsiasi sostanza capace di donare protoni ad un’altra sostanza. Se cedono solo un protone sono detti acidi monoprotici come HCl e HF. Se ne cedono 2 o più sono detti poliprotici. L’acido cede protoni sotto forma di H₃O⁺. Una base è capace di accettare protoni sotto forma di H₃O⁺; se ne accetta uno è detta base monoprotica, se ne accetta più di uno è detta base poliprotica.

Teoria di Lewis

Un acido può accettare una coppia di elettroni da un altro atomo per formare il legame covalente. Una base può donare una coppia di elettroni per formare lo stesso tipo di legame.

Esistono sostanze anfitropiche, molecole o ioni capaci di comportarsi sia da acido che da base. Un esempio è l’acqua:

• HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^- Qui si comporta da base perché accetta un protone dall’HCl
• H₂O + NH₃ → NH₄⁺ + OH^- Qui si comporta da acido perché dona un protone all’NH₃
• H₂O + H₂O → H₃O⁺ + OH^- Qui una molecola di acqua si comporta da acido e un’altra si comporta da base.

Altre molecole anfotere

• Il bicarbonato (HCO₃^-)
• L’acido fosforico (H₃PO₄)

Una coppia di composti che differiscono per la presenza di un protone vengono definite coniugata acido-base.

Tutti gli acidi in soluzione acquosa che si ionizzano al 100% sono detti acidi forti:

H₂SO₄ + H₂O → H₃O⁺ + HSO₄^-

Tutte le specie che reagiscono completamente con l’acqua per formare ioni OH^- sono dette basi forti:

NH₂^- + H₂O → NH₃ + OH^-

Comunemente sono basi forti idrossidi e ossidi dei metalli dei gruppi 1A e 2A della tavola periodica.

La forza di donare o accettare elettroni può essere quantitativamente espressa con la costante di equilibrio:

HA + H₂O ⇌ H₃O⁺ + A^- k_a = [H₃O⁺][A^-]/[HA]

Se l’acido è debole ha una costante di equilibrio minore di 1 (il numeratore è maggiore del denominatore).