Acidi e basipH di acidi fortipH di acidi deboliGrado di dissociazioneKaKb=Kw

pH di soluzioni salineTitolazione acido-baseAcidi e basi poliproticiEquilibri simultaneiSoluzioni tampone

Dato un qualsiasi equilibrio in soluzione acquosa la

concentrazione di [H3O+] è SEMPRE determinata dal

prodotto ionico di H2O

Effetto livellante di H2O

pH di una soluzione di di una soluzione di acido deboleacido debole

Ka = [ CH3COO- ][H3O+]

[ CH3COOH ] CH3COOH CH3COO- + H3O+

C0-x x x

Ka = (x) (x)

(C0-x)Ka =

x2

(C0 -x)

x = [H3O+] =[ CH3COO- ]

pH di una soluzione di di una soluzione di acido deboleacido debole

CH3COOH CH3COO- + H3O+

Ka (C0-x) = x2

[H3O+]= x

x2 +xKa - KaC0 =0

KaC0-xKa = x2

Ka = x2

(C0 -x)

pH di una soluzione di acido di una soluzione di acido deboledebole

Ka = x2

(C0 -x)

soluzione semplificata

Se Ka <<C0

Ka = x2

C0

Se Ka/C0<10-2 l’approssimazione puo’ essere fatta

+0H Ax K C

pH di una soluzione di di una soluzione di acido deboleacido debole

CH3COOH è un acido debole con Ka = 1.8 x 10-5, quindi in H2O non si dissocia completamente:

La concentrazione di H3O+ derivante dalla sua dissociazione si può ricavare dalla Ka.

Ka = ___________________ = 1.8 x 10-5

Ka = ________ _______ = 1.8 x 10-5

Si calcoli il pH di una soluzione 0.100 M di CH3COOH

[ H3O+ ][ CH3COO- ]

[ CH3COOH ]

x2

0.100-x

x2

0.100

x = 1.34 x 10-3 pH = 2.9 molto meno acido di quello di un acido forte della stessa

concentrazione

Esempi

pH di una soluzione di di una soluzione di base debolebase debole

Importante

L’equilibrio è dominato dalla relazione

10-14 = [ OH- ] [H+]

Se sono in presenza di una base, devo utilizzare la costante di dissociazione basica per calcolare [OH-] e DOPO ricavare [H+] usando Kw

-0OH Bx K C

pH di una soluzione di di una soluzione di base debolebase debole

pH di una soluzione di di una soluzione di base debolebase debole

NH3 0,10 M Kb 1,8 x 10-5

NH3 + H2O OH- + NH4+

[ OH- ]= x

[NH4+]= x

[NH3]= 0,10 -x

Kb =

x2

0,10-x

Kb =

[ OH- ] [NH4+]

[NH3]

pH di una soluzione di di una soluzione di base debolebase debole

L’impostazione generale del problema è analoga a quella già discussa per gli acidi deboliNH3 + H2O OH- + NH4

+

[ OH- ]= x

[NH4+]=x

[NH3]= (Co-x)

Kb = x2

C0-x

Kb =

[ OH- ] [NH4+]

[NH3]

KbC0 = x2

pH di una soluzione di di una soluzione di base debolebase debole

[OH-]= √(C0 Kb)

Il calcolo del pH di base debole si fa in modo

analogo, utilizzando poi

pH= 14 - pOH

pH di una soluzione di di una soluzione di base debolebase debole

Grado di dissociazione di un acido debole

CH3COOH +H2O CH3COO- + H3O+

= [H3O+]

C0A

C0A= Concentrazione stechiometrica iniziale dell’acido

ACIDO FORTE

ACIDO DEBOLEmolto piccolo ma non trascurabile (ca. 10-2-10-

3)

Grado di dissociazione di un acido debole

CH3COOH +H2O CH3COO- + H3O+

[H3O+]=x =C0

pH di una soluzione di di una soluzione di acido deboleacido debole

Ka = [ CH3COO- ][H3O+]

[ CH3COOH ] CH3COOH CH3COO- + H3O+

C0(1-) C0 C0

Ka = (C0 )(C0 )

C0(1- )Ka =

C0 2

(1- )

Nell’esempio precedente l’esercizio era già stato svolto ed era stata calcolata la concentrazione di H3O+ derivante

dalla sua dissociazione, ottenuta dalla Ka.

Si calcoli il grado di dissociazione di una soluzione 0.100 M di CH3COOH

[ H3O+ ]X= = 1.34 x 10-3

Esempi

[ H3O+ ]C0

1.34 x 10-3

0.100

1.34 x 10-2

Acidi e basipH di acidi fortipH di acidi deboliGrado di dissociazioneKaKb=Kw

pH di soluzioni salineTitolazione acido-baseAcidi e basi poliproticiEquilibri simultaneiSoluzioni tampone

Proprietà acido-base di un sale

Esempi

NaClNH4ClKCNCH3COONa

EsempiNaClNH4ClKCNCH3COONa

In soluzione, i Sali solubili sono completamente dissociati nei loro ioni

NaCl Na+ + Cl -

NH4Cl NH4 +

+ Cl - KCN K

+ + CN - CH3COONa Na + + CH3COO -

NON sono equilibri. Sono dissociazioni quantitative!

NaCl Na+ + Cl -

NH4Cl NH4 +

+ Cl - KCN K

+ + CN - CH3COONa Na + + CH3COO -

Il catione potrà comportarsi da acido e l’anione potrà Comportarsi da base.

Proprietà acido-base di un sale

Occorre conoscere i valore delle Ka e delle Kb di queste reazioni per capire che cosa succederà

NaCl Na+ + Cl -

NH4Cl NH4 +

+ Cl - KCN K

+ + CN - CH3COONa Na + + CH3COO -

M+ + H2O

Proprietà acido-base di un sale

MOH + H+

A- + H2O HA + OH-

Acido e base coniugata

Tanto piu’ un acido è forte, tanto piu’ sarà debole la sua base coniugata

HCl Cl-

HCN CN-

CH3COOH CH3COO-

H2CO3 HCO3-

NH4+ NH3

H2OOH-

OH- = idrossidi ionici, es: NaOH, Ca(OH)2, KOH

Acido e base coniugata

Tanto piu’ un acido è forte, tanto piu’ sarà debole la sua base coniugata

ACIDO FORTE

NO BASE

ACIDO DEBOLE

BASE DEBOLE

BASE FORTE

NOACIDO

HCl Cl-

NaOH

Na+

HCN CN-

NH3NH4

+

Sale di acido forte e base forte

Es: NaCl

No acidoNo base pH neutro

Sale di acido forte e base forte

Es: NaCl

No acidoNo base pH neutro

Na+ + H2O NaOH + H+

Cl- + H2O

HCl + OH-

Acido e base coniugata

Tanto piu’ un acido è forte, tanto piu’ sarà debole la sua base coniugata

ACIDO FORTE

NO BASE

ACIDO DEBOLE

BASE DEBOLE

BASE FORTE

NOACIDO

HCl Cl-

NaOH

Na+

HCN CN-

NH3NH4

+

Es: NH4Cl

Acido deboleNo base pH acido

Come si trova il pH?

Sale di acido forte e base debole

Es: NH4Cl

Acido deboleNo base pH acido

Sale di acido forte e base debole

NH4+ +

H2ONH3 + H3O+

Cl- + H2O

HCl + OH-

Kb<1x10-14

Ka=5.5x10-10

Sale di acido forte e base debole

NH4+ + H2O H3O+ + NH3

Ka=5.5x10-10

Ka =

[ H3O+ ] [NH3 ]

[NH4+ ]

x x

(CS -x)

[ H3O+ ]=x

x2

CS

= Ka = [ H3O+ ]=(KaCs)1/2

Sale di acido forte e base debole[H+]=(CSKa)1/2

Ka= acido coniugato della base debole

Esempio

KaNH4+ = Kw/K bNH3

[H+]=(CSKa)1/2

NH4ClSale proveniente da acido forte HCl e base debole NH3

pH della soluzione è ACIDO

Cs= C0 NH4Cl Ka = KaNH4

+

Es: NaCN

No Acido Base debole pH basico

Sale di acido debole e base forte

Es: NaCN

No Acido Base debole

Sale di acido debole e base forte

Na+ + H2O NaOH + H+

CN- + H2O HCN + OH-

Kb<1.1x10-5

Ka=<1x10-14

Sale di acido debole e base forte

CN- + H2O OH- + HCN Kb>5x10-5

Kb =

[ OH- ] [HCN ]

[CN- ]

x x

(CS -x)

[ OH- ]=x

x2

CS

= Kb = [ OH- ]=(KbCs)1/2

Sale di acido debole e base forte

KbCN- = Kw/K aHCN

[OH-]=(CSKb)1/2

Esempio

KbCN- = Kw/K aHCN

[OH-]=(CSKb)1/2

NaCNSale proveniente da acido debole HCN e base forte NaOH

pH della soluzione è ALCALINO

Cs= C0 NaCN Kb = KbCN-

Esempio

KbCH3COO- = Kw/K aCH3COOH

[OH-]=(CSKb)1/2

CH3COONaSale proveniente da acido debole CH3COOH e base forte NaOH

pH della soluzione è ALCALINO

Cs= C0 CH3COONa Kb = KbCH3COO-