Acidi e basi pH di acidi forti pH di acidi deboli Grado di dissociazione K a K b =K w pH di...
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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-