acidi e basi 1

La forza degli acidi e delle basi

•Un acido, o una base, è forte se in acqua dissocia un’alta percentuale delle sue molecole → l’equilibrio della sua reazione di dissociazione è spostato a destra → il valore della costante di equilibrio è alto.

•Un acido, o una base, è debole se in acqua dissocia poche molecole → l’equilibrio della sua reazione di dissociazione è spostato a sinistra → il valore della costante di equilibrio è basso.

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Gli equilibri acido - base

Anche per le reazioni acido – base si può scrivere una costante di equilibrio che misuri quanto una reazione è avvenuta

La posizione dell’equilibrio dipende simultaneamente dalla forza dell’acido (nel cedere il protone) e dalla forza della base (nell’accettarlo)

Non potendo separare questi due effetti, risulta impossibile misurare individualmente la forza dell’acido o quella della base nella reazione o in assoluto

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La forza assoluta di un acido o di una base può invece essere misurata attraverso la tendenza del composto a cedere o ad acquistare un protone da una medesima sostanza di riferimento: l’acqua

[ ][ ][ ]3

-3

HNO

NOH+

=Ka

HNO3 H+ + NO–3

[ ][ ][ ]NaOH

OHNa -+

=Kb

NaOH Na+ + OH–

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La dissociazione dell’acqua

L’acqua è un composto anfotero, in quanto presenta sia le caratteristiche degli acidi, che quelle delle basi

Essa infatti spontaneamente da luogo alla seguente reazione: H2O H+ + OH–

[ ][ ][ ]OH

OHH

2

–+

=KPer la quale è possibile scrivere la seguente costante di equilibrio:

L’equilibrio è completamente spostato a sinistra, solo una molecola ogni 107 si dissocia

La concentrazione molare dell’acqua resta quindi praticamente sempre costante, costante è quindi anche il suo prodotto con la costante di equilibrio

[ ] [ ] [ ] 14

2 10-- === +wKOHHOHK

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[ ] [ ] 14-- 10 == + OHHKwQuesta espressione è detta prodotto ionico dell’acqua e vale per qualsiasi soluzione acquosa

Dalla dissociazione di ogni molecola d’acqua otteniamo uno ione H+ e uno ione OH–

[ ] [ ] 714 1010 --- ===+ OHHNell’acqua pura abbiamo allora che:

Indipendentemente dal valore assunto da [H+] o da [OH¯] nota una delle due concentrazioni si può ricavare l’altra dalle relazioni:

[ ] [ ]-

-

OHH

1410=+[ ] [ ]+=H

OH14-

- 10

H2O H+ + OH–

L’acqua è quindi anfotera perchè presenta sempre al suo interno quantità sia pur piccolissime di ioni H+ e OH–

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Soluzioni acide, neutre e basiche. Il pH

Soluzione acida [H+]>[ OH–] e [H+]>10-7

Soluzione neutra [H+]=[ OH–] e [H+]=10-7

Soluzione basica [H+]<[ OH–] e [H+]<10-7

Le concentrazioni di H+ e OH– sono legate matematicamente dal prodotto ionico dell’acqua; per caratterizzare le proprietà acido – base di una soluzione è sufficiente quindi indicare una sola delle due concentrazioni

Per convenzione si è scelto la concentrazione di H+