Chimica inorganica - ossidazione e riduzione

HF HCl HBr HI

pKa +3 -7 -9 -13

+ + 0

→ ∆

B (g) + H (g) B H (g) H ( B ) e n t a lp ia d i c a t t u r a d i u n p r o t o n e = - A a f f in it à p r o t o n

p p

– + p0 –

→ ∆

A (g) + H (g) H A (g) H ( A ) 0 p0 p0 –

∆ = ∆ ∆

H H ( B ) – H ( A )

+ – 0

→ ∆

H A (g) + B (g) H B (g) + A (g) H p r o t o lis i 0 -

∆ =

H A (A )− A (B)

p p

–

A (A ) = B (H A ) + I(H ) – A (A )

p e

Affinità elettronica / eV –

A (A ) = B (H A ) + I(H ) – A (A )

p e

0 p0 p0 – –

∆ = ∆ ∆

– +

HA(g) + H O(g) A (g) + H O (g) H H ( H O ) – H ( A ) = A ( A ) – A ( H O )

2 p p 2

2 3 0 p0 p0 – –

∆ = ∆ ∆

H H ( B ) – H ( O H ) = A ( O H ) – A ( B )

-

+

H O(g) + B(g) HB (g) + OH (g) p p

2 p0 – 1

∆

+ +

H (g) + (H O) (g) H (H O) (g) H = – 1 1 3 0 k J m o l

2 n 2 n 0 ' – '

∆ =

+ –

HA(aq) + H O(l) H O (aq) + A (aq) H A ( A ) – A ( H O )

p p 2

2 3

 

2 2

– N z e 1

 

0

∆ =

G 1 – e q u a z io n e d i B o rn

πε ε

 

8 r

0 r

 

2

– N z 1

e  

0 ξ

∆ = × ×

G 1 –

πε ε

 

8 0 r

– +

HA(aq) + H O(aq) A (aq) + H O (aq)

2 3

+ –

H O(aq) + B(aq) HB (aq) + OH (aq)

2 4+ +

NH (aq) + H O(aq) NH (aq) + H O (aq)

2 3 3

– – –

F OH Cl stabilizzati dal legame a idrogeno

HCl in CH OH e in (CH ) NCHO

3 3 2 +

In acqua non può esistere alcun acido di forza superiore a quella di H O

3 –

In acqua non può esistere aluna base di forza superiore a quella di OH

' – 1 ' – – 1

A ( H O ) = 1 1 3 0 k J m o l A ( O H ) = 1 1 8 8 k J m o l

p 2 p 0 –1

∆ H = 5 8 k J m o l

0 –1

∆ G = 8 1 k J m o l

0 =

∆ p K 14 p K

G = 2 .3 0 3 R T p K w

4+ 2–

NH (l) + NH (l) NH (am) + NH (am) pK = 33

3 3 am pK = 37

am

Aquoacidi – +

E(OH )(aq) + H O(l) E(OH) (aq) + H O (aq)

2 2 3

3+ 2+ +

[Fe(OH ) ] (aq) + H O(l) [Fe(OH ) (OH)] (aq) + H O (aq)

2 6 2 2 5 3

Idrossiacidi M basso n.o.

Blocco s

Sin. blocco p

Oxoacidi + +

-2H 2– -H 3–

H O–E–OH HO–E–OH HO–E=O

2 2 M alto n.o.

Des. blocco p

2

z

ξ = +

r d ≈

O E (O H ) , p K 8 – 5 p Regole di Pauling

p q a

> ∆ ≅

q 1 p K 5

a Anomalie =

p K 3 .6 vs 6 .4

a

CO (aq) + H O(l) H CO (aq)

2 2 2 3 =

p K – 2 vs 1 .8

1.8

a

SO (aq) + H O(l) H SO (aq)

2 2 2 3 52–

–

HSO , S O , S–H(s)

3 2

Non tutti gli ossidi dei non metalli reagiscono completamente con l’acqua dando gli acidi

CO(aq) + H O(l)

2

OsO (aq) + H O(l)

4 2

Ossido acido: lega una molecola di acqua e cede un protone al solvente circostante

CO (g) + H O(l) H CO (aq) – –

CO (g) + OH (aq) HCO (aq)

2 2 2 3 2 3

– +

H CO (aq) + H O(l) HCO (aq) + H O (aq)

2 3 2 3 3

Ossido basico: in acqua accetta un protone

2 2

+ – + +

CaO(s) + H O(l) Ca (aq) + OH (aq) CaO(s) + 2H (aq) Ca (aq) + H O(l)

2 2

Ossido anfotero: reagisce tanto con gli acidi quanto con le basi BeO Al O Ga O

2 3 2 3

3

+ +

Al O (s) + 6H O (aq) + 3H O(l) 2[Al(OH ) ] (aq)

2 3 3 2 2 6 TiO V O

2 2 5

– –

Al O (s) + 2OH (aq) + 3H O(l) 2[Al(OH) ] (aq)

2 3 2 4 SnO As O Sb O

2 2 5 2 5

Silicati

Fosfati

1° e 2° gruppo: solo aquoioni pH > 4

Polimero

n = 90 Polioxoanioni

Primi elementi blocco d a n.o. elevato: V(V) Mo(VI) W(VI)

3 4 3 4 5 4

– – – – – –

V O ––> [VO ] ––> [V O ] [V O ] [V O ] [HV O ] [H V O ]

2 5 4 2 7 3 9 4 12 10 28 2 10 28

Isopolianioni e Eteropolianioni

3 –

[PMo O ] PO MoO

12 40 4 6