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Acidi e basi

Acidi e basi. pH di acidi forti pH di acidi deboli Grado di dissociazione K a K b =K w pH di soluzioni saline Titolazione acido-base Acidi e basi poliprotici Equilibri simultanei Soluzioni tampone. Effetto livellante di H 2 O.

sarah
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Acidi e basi

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Presentation Transcript

  1. Acidi e basi pH di acidi forti pH di acidi deboli Grado di dissociazione KaKb=Kw pH di soluzioni saline Titolazione acido-base Acidi e basi poliprotici Equilibri simultanei Soluzioni tampone

  2. Effetto livellante di H2O Dato un qualsiasi equilibrio in soluzione acquosa la concentrazione di [H3O+] è SEMPRE determinata dal prodotto ionico di H2O

  3. x = [H3O+] = [ CH3COO- ] x2 (x) (x) Ka = Ka = (C0 -x) (C0-x) pH di una soluzione di acido debole [ CH3COO- ] [H3O+] Ka = [ CH3COOH ] CH3COOH CH3COO- + H3O+ x x C0-x

  4. x2 Ka = (C0 -x) KaC0-xKa = x2 Ka (C0-x) = x2 pH di una soluzione di acido debole x [H3O+]= CH3COOH CH3COO- + H3O+ x2 +xKa - KaC0 =0

  5. x2 x2 Ka = Ka = (C0 -x) C0 pH di una soluzione di acido debole soluzione semplificata Se Ka <<C0 Se Ka/C0<10-2 l’approssimazione puo’ essere fatta

  6. pH di una soluzione di acido debole

  7. Esempi Si calcoli il pH di una soluzione 0.100 M di CH3COOH 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 [ H3O+ ] [ CH3COO- ] [ CH3COOH ] x2 x2 0.100-x 0.100 molto meno acido di quello di un acido forte della stessa concentrazione x = 1.34 x 10-3 pH = 2.9

  8. pH di una soluzione di base 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

  9. pH di una soluzione di base debole

  10. [ OH- ] [NH4+] Kb = [NH3] pH di una soluzione di base debole NH3 0,10 M Kb 1,8 x 10-5 NH3 + H2O OH- + NH4+ [NH3]= 0,10 -x [ OH- ]= x x2 [NH4+]= x Kb = 0,10-x

  11. [ OH- ] [NH4+] Kb = [NH3] pH di una soluzione di base debole L’impostazione generale del problema è analoga a quella già discussa per gli acidi deboli NH3 + H2O OH- + NH4+ [NH3]= (Co-x) [ OH- ]= x x2 [NH4+]=x Kb = KbC0 = x2 C0-x

  12. pH di una soluzione di base debole [OH-]= √(C0 Kb)

  13. pH di una soluzione di base debole Il calcolo del pH di base debole si fa in modo analogo, utilizzando poi pH= 14 - pOH

  14. Grado di dissociazione di un acido debole CH3COOH +H2O CH3COO- + H3O+ [H3O+] a= C0A C0A= Concentrazione stechiometrica iniziale dell’acido ACIDO FORTE a = 1 ACIDO DEBOLEmolto piccolo ma non trascurabile (ca. 10-2-10-3)

  15. Grado di dissociazione di un acido debole CH3COOH +H2O CH3COO- + H3O+ [H3O+]=x =aC0

  16. C0a2 (C0a) (C0a) Ka = Ka = (1- a) C0(1- a) pH di una soluzione di acido debole [ CH3COO- ] [H3O+] Ka = [ CH3COOH ] CH3COOH CH3COO- + H3O+ C0a C0a C0(1-a)

  17. [ H3O+ ] X= = 1.34 x 10-3 Esempi Si calcoli il grado di dissociazione di una soluzione 0.100 M di CH3COOH Nell’esempio precedente l’esercizio era già stato svolto ed era stata calcolata la concentrazione di H3O+ derivante dalla sua dissociazione, ottenuta dalla Ka. = a= [ H3O+ ] 1.34 x 10-3 1.34 x 10-2 C0 0.100

  18. Acidi e basi pH di acidi forti pH di acidi deboli Grado di dissociazione KaKb=Kw pH di soluzioni saline Titolazione acido-base Acidi e basi poliprotici Equilibri simultanei Soluzioni tampone

  19. Proprietà acido-base di un sale

  20. Esempi NaCl NH4Cl KCN CH3COONa

  21. Esempi NaCl NH4Cl KCN CH3COONa 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!

  22. Proprietà acido-base di un sale 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. Occorre conoscere i valore delle Ka e delle Kb di queste reazioni per capire che cosa succederà

  23. Proprietà acido-base di un sale NaCl Na+ + Cl - NH4Cl NH4 + + Cl - KCN K+ + CN - CH3COONa Na + + CH3COO - M+ + H2O MOH + H+ A- + H2O HA + OH-

  24. Acido e base coniugata Tanto piu’ un acido è forte, tanto piu’ sarà debole la sua base coniugata HCl Cl- CH3COOH CH3COO- H2CO3 HCO3- HCN CN- NH3 NH4+ OH- = idrossidi ionici, es: NaOH, Ca(OH)2,KOH OH- H2O

  25. Acido e base coniugata Tanto piu’ un acido è forte, tanto piu’ sarà debole la sua base coniugata ACIDO FORTE HCl NO BASE Cl- BASE DEBOLE ACIDO DEBOLE HCN CN- NH4+ NH3 BASE FORTE NO ACIDO Na+ NaOH

  26. Sale di acido forte e base forte Es: NaCl pH neutro No base No acido

  27. Sale di acido forte e base forte Es: NaCl pH neutro No base No acido Na+ + H2O NaOH + H+ Cl- + H2O HCl + OH-

  28. Acido e base coniugata Tanto piu’ un acido è forte, tanto piu’ sarà debole la sua base coniugata ACIDO FORTE HCl NO BASE Cl- BASE DEBOLE ACIDO DEBOLE HCN CN- NH4+ NH3 BASE FORTE NO ACIDO Na+ NaOH

  29. Sale di acido forte e base debole Es: NH4Cl pH acido No base Acido debole Come si trova il pH?

  30. Sale di acido forte e base debole Es: NH4Cl pH acido No base Acido debole NH4OH NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Ka=5.5x10-10 Cl- + H2O HCl + OH- Kb<1x10-14

  31. Sale di acido forte e base debole NH4+ + H2O H3O+ + NH3 Ka=5.5x10-10 [ H3O+ ] [NH3 ] [ H3O+ ]=x Ka = [NH4+ ] x x x2 [ H3O+ ]=(KaCs)1/2 Ka = = (CS -x) CS

  32. Sale di acido forte e base debole [H+]=(CSKa)1/2 Ka= acido coniugato della base debole

  33. Esempio NH4Cl Sale proveniente da acido forte HCl e base debole NH3 pH della soluzione è ACIDO [H+]=(CSKa)1/2 Cs= C0 NH4Cl Ka= KaNH4+ KaNH4+= Kw/K bNH3

  34. Sale di acido debole e base forte Es: NaCN pH basico Base debole No Acido

  35. Sale di acido debole e base forte Es: NaCN Base debole No Acido Na+ + H2O NaOH + H+ Ka=<1x10-14 CN- + H2O HCN + OH- Kb<1.1x10-5

  36. Sale di acido debole e base forte CN- + H2O OH- + HCN Kb>5x10-5 [ OH- ] [HCN] [ OH- ]=x Kb = [CN- ] x x x2 [ OH- ]=(KbCs)1/2 Kb = = (CS -x) CS

  37. Sale di acido debole e base forte [OH-]=(CSKb)1/2 KbCN-= Kw/K aHCN

  38. Esempio NaCN Sale proveniente da acido debole HCN e base forte NaOH pH della soluzione è ALCALINO [OH-]=(CSKb)1/2 Cs= C0 NaCN Kb= KbCN- KbCN-= Kw/K aHCN

  39. Esempio CH3COONa Sale proveniente da acido debole CH3COOH e base forte NaOH pH della soluzione è ALCALINO [OH-]=(CSKb)1/2 Cs= C0 CH3COONa Kb= KbCH3COO- KbCH3COO-= Kw/K aCH3COOH

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