5_ acidi e basi

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  • 8/17/2019 5_ acidi e basi

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    EQUILIBRI IONICI IN

    SOLUZIONE ACQUOSA

    ACIDI e BASI

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    ACIDI

    Sostanze che   poste in

      acqua, fanno aumentare la

    concentrazione degli ioni H3O+ (e fanno diminuire la

    concentrazione degli ioni OH-!!)

    BASI

    Sostanze che   poste in

      acqua, fanno aumentare la

    concentrazione degli ioni OH- (e fanno diminuire laconcentrazione degli ioni H3O

    +!!)

    Storicamente si è avuta un’evoluzione del concetto di acido e di

    base, che ha portato alla formulazione di 3 diverse teorie:

    • Teoria di Arrhenius

    • Teoria di Brönsted e Lowry

    • Teoria di Lewis

    Soluzioni

    acquose

    valida anche in sistemi non acquosi

  • 8/17/2019 5_ acidi e basi

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    Secondo questa teoria, acidi e basi aumentanorispettivamente le concentrazioni [H3O

    +] e [OH-] perché

    nelle loro molecole contengono

      già ioni H+ e OH-

    dissociabili che, liberandosi, vanno ad alterare l’equilibrio

    dell’acqua regolato da K w

    ACIDI E BASI secondo la teoria di Arrhenius

    • Si definisce acido una sostanza che, dissociandosi in acqua,

    libera ioni H+ ( H3O+)

    HCl + H2O H3O+ + Cl-

    • Si definisce base una sostanza che, dissociandosi in acqua,

    libera ioni OH-

    NaOH Na+ + OH-

    acido

    cloridrico

    idrossido di sodio

  • 8/17/2019 5_ acidi e basi

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    Secondo questa teoria, una   REAZIONE ACIDO-BASE

    consiste nel TRASFERIMENTO DI UN PROTONE H+ da

    un acido (=donatore di H+) a una base (=accettore di H+).

    Dal punto di vista strutturale, una BASE dovrà possedere

    almeno una coppia di elettroni di non legame per legare

    (=accettare) lo ione H+ mediante un legame dativo.

    ACIDI E BASI secondo la teoria di Brönsted e Lowry

    • Si definisce acido una sostanza che, messa in acqua, è in

    grado di donare ioni H+ (non si discosta molto dalla teoria diArrhenius!): DONATORE di PROTONI

    • Si definisce base una sostanza che, messa in acqua, è ingrado di accettare ioni H+:ACCETTORE di PROTONI

    NH3 + H2O NH4+ + OH-ammoniaca

  • 8/17/2019 5_ acidi e basi

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    E’   chiaro quindi che una sostanza può manifestare le sue

    proprietà acide solo in presenza di una base che accetti un

    protone e viceversa.Quando un acido si dissocia dà origine alla sua base coniugata.

    Quando una base si dissocia dà origine al suo acido coniugato.

    Queste coppie si chiamano coppie acido-base

     coniugate.

    COM E SI RI CONOSCONO? In una coppia coniugata l’acido e

    la base differiscono per la presenza di un protone H+

    HCl + H2O H3O+ + Cl-

    a   b

    ab

    NH3 + H2O OH- + NH4

    +

    b   a

    ba

    L’acqua può

    comportarsi sia da

    acido che da base

    HCl /Cl- , H3O+/H2O,

    NH4+/NH3, H2O/OH

    - sono

    coppie acido/base coniugata

  • 8/17/2019 5_ acidi e basi

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    FORZA di UN ACIDO: capacità di liberare ioni H+.

    FORZA di UNA BASE: capacità di acquistare ioni H+ (o di

    liberare ioni OH-

    ).

    ACIDI e BASI FORTI

    Sono  COMPLETAMENTE DISSOCIATI  in soluzione:

    HCl + H2O →   H3O+

    + Cl-

    Acidi forti sono HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3, H2SO4.

    Sono basi forti gli idrossidi dei metalli del I e del II gruppo del

    sistema periodico: NaOH, Ca(OH)2, ecc.

    NaOH →   Na+

    + OH-

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    EQUILIBRIO DI DISSOCIAZIONE DI UN ACIDO DEBOLE

    Un   acido debole   è un acido   NON COM PLETAM ENTE 

    DISSOCIATO  in soluzione.

    Esempio:  acido acetico, CH3COOH

    CH3COOH + H2O CH3COO – + H3O

    +

    [H2O] non compare nella Ka perché la concentrazione dell’acqua nell’acqua èuna costante (ca. 55 M a 25 °C); l’acqua è un liquido puro!

    3 3a

    3

    [H O ][CH COO ]K 

    [CH COOH]

    = 1,85 · 10-5 a 25 °C

    Il valore numerico della costante   K a,   COSTANTE DI 

    D I SSOCI A ZI ON E D I U N A CI D O  ,   è una misura della forza

    dell’acido: minore è il valore di K a minore è la forza acida.

  • 8/17/2019 5_ acidi e basi

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    NH3 + H2O OH – + NH4

    +

    EQUILIBRIO DI DISSOCIAZIONE DI UNA BASE DEBOLE

    ][NH

    ]][OH[NHK 

    3

    4 b

    La costante K b,   COSTANTE DI DI SSOCI AZI ONE DI UNA

    BASE , è una misura della forza della base: minore è il valore

    di K b minore è la forza della base.

    = 1,85 · 10-5 a 25 °C   basedebole

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    acido carbonico 

    1

    73 3a

    2 3

    [H O ][HCO ]K 4,5 10

    [H CO ]

    2

    2113 3

    a

    3

    [H O ][CO ]K 5,6 10

    [HCO ]

    H2CO3  + H2O H3O+ + HCO3

    -

    HCO3- + H2O H3O

    + + CO32-

    EQUILIBRI DI DISSOCIAZIONE DI ACIDI

    POLIPROTICI

    ione bicarbonato

    o

    idrogenocarbonato

    ione carbonato

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    acido ortofosf ori co (acido f osfori co) 

    1

    33 2 4a

    3 4

    [H O ][H PO ]K 7,5 10

    [H PO ]

    2

    283 4

    a

    2 4

    [H O ][HPO ]K 6,2 10

    [H PO ]

    3

    3133 4

    a   2

    4

    [H O ][PO ]K 5,0 10

    [HPO ]

    H2PO4- + H2O H3O+ + HPO42-

    H3PO4  + H2O H3O+ + H2PO4

    -

    HPO42- + H2O H3O

    + + PO43-

    ione diidrogenofosfato

    ione idrogenofosfato

    ione fosfato