Soluzione di un acido debole contienees. CH 3 COOH molte molecole H 2 Osolvente molecole CH 3...

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Soluzione di un acido debole contiene es. CH 3 COOH molte molecole H 2 O solvente molecole CH 3 COOH indissociate pochi ioni CH 3 COO - dalla dissociazione pochi ioni H 3 O + dell'acido pochissimi ioni OH - dall'acqua CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O + 2 H 2 O H 3 O + + OH -

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Soluzione di un acido debolecontiene es. CH3COOH

• molte molecole H2O solvente

• molecole CH3COOH indissociate

• pochi ioni CH3COO- dalla dissociazione

• pochi ioni H3O+ dell'acido

• pochissimi ioni OH- dall'acqua

CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+

2 H2O H⇆ 3O+ + OH-

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Costante di acidità

CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+

HA + H2O A⇆ - + H3O+

pKa = - log Ka

per l'acido acetico: Ka = 1,8 10-5

pKa = 4,75

][

]][[ 3

HA

AOHKa

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Costante di basicità

NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH-

B + H2O HB⇆ + + OH-

pKb = - log Kb

per l'ammoniaca: Kb = 1,8 10-5

pKb = 4,75

][

]][[

B

OHHBKb

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pH di acidi forti

HCl 0,020 M

• HCl è completamente dissociato

• [H3O+] = 0,020 = 2,0•10-2

• pH = - log [H3O+] = - log 2,0•10-2 =

= - log 2,0 - log 10-2 = 2 - 0,30 =

= 1,70

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pH di basi forti

KOH 0,040 M• KOH è completamente dissociato• [OH-] = 4,0•10-2

• pH = - log [H3O+] = - log 2,5•10-13 =

= 13 - 0,40 = 12,60

132

14

3 105,2100,4

100,1

][][

OH

KOH w

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pH di un acido debole• CH3COOH conc c0

• CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+

• c0 = [CH3COOH] + [CH3COO-]

• x = [H3O+] = [CH3COO-]

• [CH3COOH] = c0 - x

HA + H2O H⇆ 3O+ + A-

C0 = 0,10 M HA H3O+ A-

composizione iniziale

0,10 0 0

variazione -x x x

composizione finale

0,10 - x x x

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segue pH di un acido debole

• CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+

• HA + H2O H⇆ 3O+ + A-

52

3 108,110,0][

]][[

x

x

HA

AOHKa 5

2

108,110,0

x

][103,1108,110,0 335 OHx

• pH = - log [H3O+] = - log 1,3•10-3 = 2,89

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Grado di dissociazione

0

][

][][

][

c

A

AHA

A

][

]][[ 3

HA

AOHKa

][][

][

3

OH

K

HA

A a

][][

1

][][

HAAHAA

1][

][

HA

A

%3,1013,010,0

103,1 3

se c0 = 0,10e [A-] = 1,3•10-3

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se [H3O+] = Ka allora [A-] = [HA]e le molecole indissociate sono quante quelle

dissociate. α = 0,5

se Ka = 1,8•10-5

pH [H3O+] [A-]/[HA]2,89 1,3•10-3 0,0132,00 1,0•10-2 0,00183,00 1,0•10-3 0,0184,74 1,8•10-5 1

][][

][

3

OH

K

HA

A a

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pH di una base debole• metilammina CH3NH2 c0 = 0,20 M

CH3NH2 + H2O CH⇆ 3NH3+ + OH-

B + H2O HB⇆ + + OH-

C0 = 0,20 M B OH- HB+

composizione iniziale

0,20 0 0

variazione -x x x

composizione finale

0,20 - x x x

4106,3][

]][[

B

OHHBKb

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segue pH di una base debole4

2

106,320,0

x4

2

106,320,0

xx

][105,8 3 OHx

• pH = - log [H3O+] = - log 1,2•10-12 = 11,93

e approssimando0,20 - x con 0,20

123

14

3 102,1105,8

100,1

][][

OH

KOH w

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Indicatori

• cambiano colore col pH

• sono coppie acido-base deboli coniugati HIn - In-

• HIn e In- hanno colore diverso

• si aggiungono in quantità minima: non cambiano [H3O+]

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Cambiamento di colore e intervallo di viraggio di alcuni indicatori

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Indicatori

][

]][[ 3

HIn

InOHK in

[H3O+] = Kin pH = pKin [HIn] = [In-]

[H3O+] = 10 Kin pH = pKin-1 [HIn] = 10 [In-]

[H3O+] = 1/10 Kin pH = pKin+1 [HIn] = 1/10 [In-]

pKin è il pH a cui il colore viraper pH < pKin-1 colore dell'acidoper pH > pKin+1 colore della base

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Keq di acidi e basi coniugati

wba KOHOHCOOCHCOOHCH

OHCOOHCHOHCOOCHKK

]][[]][[

]][][][[3

33

333

][

]][[

3

33

COOHCH

OHCOOCHKa

][

]][[

3

3

COOCH

OHCOOHCHKb

CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+

CH3COO- + H2O CH⇆ 3COOH + OH-

a

wb K

KK

b

wa K

KK

pKa + pKb = 14

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[AcH] [OH-] Kw 1.0x10-14

[Ac-] Ka 1.8x10-5 = 5.6x10-10 Kb = = =

Idrolisi salina

Soluzione di acetato di sodio AcNa : Ac- , Na+ ; Ac- = base coniugata di AcH

Ac- + H2O AcH + OH-

Calcolo del pH di una soluzione di AcNa C0 = 0.100 M ; Kb ?

Ac- + H2O AcH + OH-

Iniz. 0.100 0 0

Equil. 0.100 – x x x

[OH-] = [AcH] = x

[AcH] [OH-] (x) (x) x2

[Ac-] 0.1 – x 0.1 x = (0.100)(5.6x10-10) = 7.5x10-6 pOH = 5.13 pH = 8.87

Kb = = =