• Piuttosto che esprimere la [H+] con numeri molto piccoli conviene descriverla in termini di pH, definito come:

pH = - log [HpH = - log [H++] = log 1/[H] = log 1/[H++]]

da cuida cui

[H[H++] = 10 ] = 10 -pH-pH

pH = - log [HpH = - log [H++] = log 1/[H] = log 1/[H++]]

da cuida cui

[H[H++] = 10 ] = 10 -pH-pH

• La concentrazione di H3O+ determina caratteristiche importanti delle soluzioni acquose.

pH

• Per pH elevati si hanno pochi idrogenioni.

• Se si aumenta di una unità il valore del pH, la concentrazione [H+] diminuisce 10 volte.

• A [H+] > 1 M il pH è negativo

Scala del pH

pH = - log [H3O+]

pH + pOH = pKw = 14

0 ≤ pH ≥ 14

Es.:Se la [H+] in soluzione acquosa = 0.001 = 10-3

pH = -log 10pH = -log 10-3-3 = 3 = 3

e pOH = pKpOH = pKww – pH = 14 – 3 = 11 – pH = 14 – 3 = 11

CALCOLO DEL pH PER SOLUZIONI DI ACIDO FORTE

[H+] = concentrazion

e dell’acido

N.B. E’ trascurabile il contributo in H+ dato dalla autodissociazione dell’acqua(= 10-7) H+ acido = 0.01

H+ acqua = 0.0000001 H+ tot = 0.0100001

Acidi e basi forti: calcolo pH

• Un acido forte è tutto ionizzato, quindi il pH può essere calcolato direttamente dalla concentrazione dell’acido.

• Es. HCl 0.1 M

pH = 14 - pOH

• Per basi forti concentrazione base = [OH-]

Acidi e basi deboli: calcolo pHIl calcolo come in ogni equilibrio

Per acido acetico = 0.10 M, Ka = 1,8 x 10-5 M

X2 + KaX – Ka * 0,10M = 0

Acidi e basi deboli: calcolo pH

X<< 0.10 M

LA SEMPLIFICAZIONE: CA – X = CA NON CORRETTA

[H+] = -Ka Ka2 + 4Ka

. CA

2Solo una delle due soluzioni matematiche ha significato chimico e viene considerata valida.

Acidi e basi deboli: calcolo pH

se X > 5% CA

o se X vicino a 10-7 M

Occorre considerare anche il contributo degli H+ derivanti dalla autodissociazione dell’H2O

PROPRIETA’ ACIDO-BASE DEI SALI: PROPRIETA’ ACIDO-BASE DEI SALI:

IDROLISI SALINAIDROLISI SALINAALCUNI SALISALI DISSOLTI IN ACQUA PRODUCONO UN AUMENTO O

UNA DIMINUIZIONE DEL pH.

Meccanismo generale: SALE (CATIONE-ANIONE)

C+ A- AH + OH-H+ + COH

H2O H2O

? ?

100 % DISSOCIAZIONE

C+A-

baseacido

4 casi

Sale neutro(derivante da acido forte nessuna variazione di pHe base forte)

Sale basico(derivante da acido debole aumento del pH e base forte)

Sale acido(derivante da acido forte diminuzione del pH e base debole)

Sale (derivante da acido debole può dare aumento o diminuzione delbase debole) pH, a seconda della forza relativa della

base e dell’acido in cui si dissocia

PROPRIETA’ ACIDO-BASE DEI SALI: PROPRIETA’ ACIDO-BASE DEI SALI: IDROLISI SALINAIDROLISI SALINA

NaCl

Na+ Cl-

OH- H+

H2

O

Base debolissima (base coniugata di un acido forte)

HClNaOH

Acido debolissimo (acido coniugato di una base forte)

Sale neutro

K2HPO4

2 K+ HPO42-

OH- H+

H2

O

Base forte(base coniugata di un acido debole)

Acido debolissimo (acido coniugato di una base forte)

H2PO4

-

KOH H3PO4

H+

Aumento del pH

Sale basico

Sali come acidi e basi

• Calcolo del pH.

• Es. cloruro di ammonio 0,15 M. pH?

NH4Cl NH4+ + Cl-

H2O + Cl- OH- + HCl

Prodotto di solubilitàProdotto di solubilità

SolubilitàSolubilità

Stabilite le condizioni di equilibrio di una soluzione satura (equilibrio dinamico tra sale indisciolto e sale in soluzione) la concentrazione del sale, che è la massima a quella temperatura, è definita solubilità del sale

Si tratta di un equilibrio eterogeneo

Prodotto di solubilità (KProdotto di solubilità (Kpsps))

Nelle condizioni di equilibrio della soluzione del sale poco solubile, l’equazione di dissoluzione è:

MmXn(solido) mMu+ + nXv-

La costante relativa a questo equilibrio è indicata con Kps ed è data da:

Kps = [Mu+]m [Xv-]n

La costante è indipendente dalla quantità della fase solida purché essa sia presente

Esempi di calcoloEsempi di calcolo

Kps = [Fe2+] [OH-]2

Se x è la concentrazione degli ioni Fe2+ in soluzione,

quella degli ioni OH- risulterà 2x, quindi posso

scrivere:

Kps = [Fe2+] [ OH-]2 = x(2x)2 = 1.6 x 10-14

x = 1.6 x 10-5

la solubilità risulterà:

1.6 x 10-5 x 89.87 = 1.438x10-3 g dm-3

Sapendo che Kps del Fe(OH)2 è 1.6 x 10-14, calcolarne la solubilità espressa in g dm-3

CaCO3 Ca2+ + CO32-

Kps = [Ca2+] [CO32-]

Dato che da ogni mole di CaCO3 che si dissocia si formano una mole di ioni Ca2+ ed una di ioni CO3

2- avrò:

Kps = [Ca2+] [CO32-] = (9.0 10-5)2 = 8.1 10-9

Sapendo che la solubilità del CaCO3 è 9.0 x 10-5 mol/l, determinare il prodotto di solubilità

Mg(OH)2 Mg2+ + 2 OH-

Kps = [Mg2+] [OH-]2

Per ogni molecola di sale disciolto si formano uno ione Mg2+ e due ioni OH-. Se x è la [OH-] nella soluzione satura di idrossido di magnesio posso scrivere:

Kps = (x/2) x2 = 1.2 10-11

x=2.9 10-4 mol dm-3 e pOH=3.54

pH=10.46

La Kps di Mg(OH)2 è 1.2 x 10-11. Calcolare il pH di una soluzione satura di Mg (OH)2.