ACIDI E BASI

Da dove derivano i loro nomi?

Il nome acido viene dal latino acidum che significa aspro, pungente.

Il nome alcali viene dall’arabo al-qalì che sta ad indicare la potassa contenuta nella cenere di legna, le cui soluzioni sono fortemente basiche

ACIDI E BASI NELLA VITA QUOTIDIANA

Acidi Basi

Acidi e basi le prime osservazioni.

Gli Acidi

• Sono di sapore aspro;

• Corrodono facilmente molti metalli;

• Fanno diventare rosso il tornasole, una sostanza estratta da un lichene.

Le Basi

• Hanno un sapore amarognolo;

• Sono saponose al tatto;

• Si mostrano corrosive solo per alcuni metalli;

• Fanno diventare blu il tornasole

Acidi

Acidi Prodotti alimentariacido acetico ACETO

acido citrico LIMONE

acido lattico YOGURT

acido ascorbico VITAMINA C

acido acetilsalicilico ASPIRINA

Acidi

Acidi Detersiviacido cloridrico HCl

(acido muriatico) per togliere incrostazioni di calcare VIAKAL

acido solforico H2SO4

Per sturare i tubi del bagno

acido fluoridrico HF

Per togliere macchíe di ruggine dai tessuti, perpulire l‘ottone

Basi

Base Prodotto alimentareBicarbonato di sodioNaHCO3

Bicarbonato

Idrossido di sodioNaOH

Rivestimento delle Brezel

NaHCO3 Lievito chimico

Basi

Base DetersivoAmmoniacaNH3

Ammoniaca(pavimenti, etc.)

Idrossido di sodioNaOH

Soda caustica (sturalavandini)

Ipoclorito di sodioNaClO

Candeggina(pavimenti etc.)

Anche nel nostro organismo sono presenti sia sostanze acide sia sostanze basiche.

Nello stomaco, ad esempio, viene secreto acido cloridrico (HCl).

Sono, invece, basici i succhi pancreatici; leggermente basico è il sangue.

E noi …..

Definizioni di Acidi e Basi

Prima di Arrhenius

Arrhenius

Brönsted- Lowry

Lewis

Acidi e basi secondo Arrhenius (1887):

Gli Acidi si dissociano in acqua liberando ioni H+

HCl + H2O H+ + -Cl

Le Basi si dissociano in acqua liberando ioni OH- NaOH + H2O Na+ + OH- + H2O Queste due specie reagiscono tra loro

formando acquaH+ + OH- H2O

Gli acidi e le basi come elettroliti.

Le sostanze che in soluzione acquosa si scindono in ioni positivi e negativi in grado di condurre, in varia misura, la corrente elettrica, vengono chiamate elettroliti.

Gli ioni rappresentano i “veicoli” per il trasporto dell’elettricità. Maggiore è il numero di ioni presenti, maggiore è la conducibilità della soluzione dell’elettrolita.

Sono elettroliti gli acidi, le basi, e i sali.

Gli elettroliti che in soluzione presentano tutte le molecole dissociate in ioni sono chiamati elettroliti forti (es: cloruro di sodio, acido cloridrico, acido solforico, ecc.).

Gli elettroliti dei quali, invece, solo una piccola frazione è dissociata in ioni si chiamano elettroliti deboli (es: acido acetico, acido carbonico, acido citrico, ammoniaca, ecc.)

Ad esempio una soluzione di cloruro di sodio (“sale da cucina”) è un buon conduttore; una soluzione di acido acetico (presente nell’aceto) è un cattivo conduttore.

Eseguendo prove di conducibilità elettrica anche su soluzioni di CH3COOH e HCl si osserva un’importante differenza.

Se si preparano soluzioni di acidi diversi sciogliendo però lo stesso numero di molecole, la concentrazione degli ioni H+ può essere differente.

Lo stesso vale per le basi: misure di conducibilità elettrica mostrano, ad esempio, che a parità di concentrazione, una soluzione di NaOH conduce molto meglio la corrente rispetto ad una soluzione di NH3.

ACIDI

ACIDI FORTI

In soluzione acquosa

si ionizzano completamente

ACIDI DEBOLI

In soluzione acquosa

si ionizzano solo parzialmente

BASI

BASI FORTI

In soluzione acquosa si dissociano o

ionizzano in modo completo

BASI DEBOLI

In soluzione acquosa producono

quantità ridotte di ioni OH-

La situazione di una soluzione acquosa di un acido/base forte può essere così rappresentata:

La situazione di una soluzione acquosa di un acido/base debole può essere così rappresentata:

Dal seguente grafico possiamo notare che le sostanze più acide e più basiche hanno un’alta conducibilità.

PRODOTTO IONICO DELL’ACQUA L’acqua pura non conduce la corrente elettrica, ma se si misura la sua conducibilità con strumenti molto sensibili, si osserva che anch’essa, sia pure in minima quantità, conduce la corrente elettrica. Questo significa che pochissime delle sue molecole sono dissociate in ioni. La reazione di ionizzazione dell’acqua che porta alla formazione di ioni idrogeno, H+, e di ioni idrossido, OH- , è una reazione di equilibrio molto spostata verso la forma indissociata H2O :

H2O H+ + OH-

H2O + H2O H3O+ + OH- (t. di Brönsted-Lowry)

Una soluzione acquosa in cui prevale la concentrazione degli ioni H+, risulta acida.

[ H+ ] > [ OH- ] soluzioni acide

[ H+ ] > 1 · 10-7

Una soluzione in cui prevale la concentrazione degli ioni OH- risulta basica.

[ H+ ] < [ OH- ] soluzioni basiche

[ H+ ] < 1 · 10-7

Il grado di acidità e di basicità si misura mediante una scala i cui valori a 25 °C sono compresi tra 1 e 14, chiamata scala di pH.

pH = 7 indica la neutralitàpH < 7 indica l’acidità

pH > 7 indica la basicità

Si definisce pH il logaritmo negativo (in base 10) della concentrazione di ioni idrogeno di una soluzione

pH = - log 10 [ H+] = - log 1010 –x

Per cui l’esponente della potenza che esprime la concentrazione degli ioni H+, cambiato di segno, diventa immediatamente il pH.

La conoscenza dei valori del pH di una soluzione è molto importante:

• La vita degli animali e dei vegetali è regolata da una determinata concentrazione degli ioni H+, e se essa viene sensibilmente cambiata può scomparire qualunque manifestazione di vita.

• Il pH è importante anche per la qualità delle acque potabili, dei prodotti alimentari e di uso quotidiano, per un gran numero di lavorazioni industriali (produzione carta, farmaci, tintura, stampa..) e di processi tecnologici(produzione vino, birra, conservazione latte, carne..).

DETERMINAZIONE SPERIMENTALE DEL pH

Il grado di acidità o basicità di una soluzione si può misurare utilizzando gli indicatori acido-base od il piaccametro.

Gli INDICATORI sono sostanze organiche aventi la proprietà di assumere diverso colore quando vengono a contatto con un acido o una base.

Miscele di indicatori, opportunamente dosati, assumono tonalità di colori differenti a seconda del valore del pH e, pertanto, sono utilizzabili per definire non solo il carattere acido e basico, ma anche per misurare quantitativamente il grado di acidità (soluzioni e cartine universali).

• La figura seguente mostra l’utilizzo dell’indicatore universale, una cartina preparata con un miscuglio di indicatori, in grado di assumere tonalità di colore differenti a seconda della concentrazione di ioni H+ o OH-.

• In base al colore si può risalire al valore del pH

Mediante l'indicatore universale vediamo che le varie soluzioni si colorano di determinati colori; questi colori rappresentano il pH della sostanza (acida, basica o neutra)

Preparazione di un indicatore naturale: il succo del cavolo

rossoLiquido di colore blu – viola che a contatto con sostanze acide diventa rosso, mentre a contatto con sostanze basiche diventa verde e perfino giallo

Si taglia a fettine un cavolo rossoSi pongono le fettine in una pentola e si versa acqua fino a ricoprirleSi pone la pentola su un fornello (anche elettrico)Si lascia bollire per 30 minutiSi spegne il fornello e si lascia raffreddareSi filtra il liquido blu – viola ottenuto in un recipiente dall’imboccatura larga

Il succo così ottenuto può essere adoperato direttamente, aggiungendone qualche goccia alla soluzione da analizzare, oppure si possono preparare delle cartine imbevute simili a quelle al tornasole (commerciali)

Preparazione di cartine indicatrici al succo di cavolo rosso

1) Si tagliano a rettangoli dei fogli di cartoncino bianco

2) Si pongono tali cartoncini a bagno nel succo di cavolo rosso in modo che si imbevano bene

3) Dopo circa 30 minuti si tolgono i cartoncini e si pongono ad asciugare (anche con l’aiuto di un phon)

4) Si tagliano i cartoncini in striscette che vengono conservate in una busta chiusa per conservarle più a lungo

Se, a questo punto, immergiamo queste cartine in più soluzioni a diverso pH noto (una cartina per ciascuna soluzione) possiamo ottenere la scala cromatica delle cartine al cavolo rosso che abbiamo preparato

Le striscette così ottenute possono essere adoperate come le comuni cartine al tonasole

Soluzione acida Soluzione basica