Post on 18-Feb-2019
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REAZIONI IN SOLUZIONE
- ACIDO-BASE SCAMBIO DI PROTONI
HA + B A- + BH+
- REDOX SCAMBIO DI ELETTRONI
AOX + BREDARED + BOX
- REAZIONI DI SOLUBILIZZAZIONE
AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-
(aq)
- REAZIONI DI COMPLESSAZIONE
Fe2+ + 6 Cl- FeCl6
4-
- REAZIONI DI SCAMBIO
FeS+HCl→FeCl2 + H2S↑
REAZIONI ACIDO-BASE
ARRHENIUS
ACIDO LIBERA IONI H+
BASE LIBERA IONI OH-
HCl H+ + Cl- ACIDO
NaOH Na+ + OH- BASE
NH3 + H2O NH4OH
NH4OH NH4+ + OH-
BRÖNSTED E LOWRY
ACIDO SPECIE CAPACE DI DONARE IONI H+
BASE SPECIE CAPACE DI ACCETTARE IONI H+
HA A- + H+ B + H+ BH+
ACIDO BASE CONIUGATA BASE ACIDO CONIUGATO
HA + B A- + BH+
ACIDO1 BASE2 BASE1 ACIDO 2
HNO2 + H2O NO2- + H3O
+ H3O+ = IONE IDRONIO
acido1 base2 base1 acido2 (OSSONIO)
NH3 + H2O NH4+ + OH- OH- = IONE OSSIDRILE
base1 acido2 acido1 base2
H2O= elettrolita anfiprotico
LEWIS
ACIDO SPECIE CAPACE DI ACCETTARE LONE PAIRS
BASE SPECIE CAPACE DI DONARE LONE PAIRS
N
HH
H2s 2p3N
HH
H
H+
N
B
sp2N
H
H
H
BF
F
F
+ B
F
F
F
N
H
H
H
ACIDO HA + H2O A- + H3O+
DEBOLE
HA A- + H+
HF + H2O F- + H3O+
HCN + H2O CN- + H3O+
ACIDO FORTE HA + H2O A- + H3O+
HA A- + H+
[A-][H3O+]
[HA]Ka =
[A-][H+]
[HA]Ka =
BASE DEBOLE B + H2O BH+ + OH-
BASE FORTE NaOH Na+ + OH- MONOPROTICA
Ba(OH)2 Ba+2 + 2 OH- DIPROTICA
[BH+][OH-]
[B]Kb=
[F-][H3O+]
[HF]KHF = = 6,6 x10-4
[CN-][H3O+]
[HCN]KHCN = = 6,17 x10-10
2 H2O H3O+ + OH- KW = [H3O
+][OH-] = 10-14
Acqua pura [H3O+] = [OH-] KW = [H3O
+]2 = 10-14 =[OH-]2
_________ ____________
[H3O+] = KW = 10-14 = 10-7 = [OH-]
pH = -log [H3O+] = log 1/[H3O
+]
Acqua pura :
[H3O+] = [OH-] = 10-7
pH = -log [H3O+]= -log 10-7 = 7
SOLUZIONE ACIDA [H3O+] > [OH-] [H3O
+] > 10-7 pH <
7
SOLUZIONE BASICA [H3O+] < [OH-] [H3O
+] < 10-7 pH >
7
0 < pH < 14
pOH = -log [OH-]= -log KW = -log KW +log [H3O+] = 14 - pH
Acido forte: HCl 0,1 M pH = ?
HCl + H2O Cl- + H3O+
0,1 M 0,1 M 0,1 M
[H3O+] = 0,1 M = 10-1 M pH = - log [H3O
+] =-log 10-1= 1
Base forte: NaOH 0,1 M pH = ?
NaOH Na+ + OH-
0,1 M 0,1 M 0,1 M
[OH-] = 0,1 M = 10-1 M pOH = - log [OH-] = -log 10-1= 1
[H3O+] = KW = 10-14 = 10-13
[OH-] 10-1
pH = - log [H3O+] = 14 – pOH = 13
CALCOLO DEL pH
ACIDO DEBOLE
0,1 M HCN Ka= 6,17 x 10-10
HCN + H2O H3O+ + CN-
c 10-7 /c-x x x
[CN-][H3O+]
[HCN]KHCN = =
x2
c-x
x2
c~
Ka<10-3 c>10-3
[H3O+] = x = = cK a
10
1017,61,0
= 7,8 x10-6
pH = - log [H3O+] = - log(7,8 x10-6) = 5,11
HCN + H2O H3O+ + CN-
c(1-a) ac ac[CN-][H3O+]
[HCN]KHCN = =
(ac)2
c(1-a)=
ac
1-aac
~
a= [H3O+] = 7,8 x10-6 = 7,8 x10-5
c 0,1 5
10
108,71,0
1017,6
c
aK
a
BASE DEBOLE
0,1 M NH3 KB= 1,8 x 10-5
NH3 + H2O NH4+ + OH-
c-x x x
[NH4+][OH-]
[NH3]Kb = =
x2
c-x
x2
c~
35
b
1034,11,0108,1cKx][OH
pOH = -log [OH-] = -log (1,34 x 10-3)= 2,87
pH = 14- pOH = 11,13
[H3O+] = KW = 10-14 = 7,5 x10-12
[OH-] 1,34 x 10-3
pH = - log [H3O+] = - log (7,5 x10-12) = 11,13
ACIDI POLIPROTICI
H2S + H2O HS- + H3O+
HS- + H2O S2- + H3O+
H3PO4 + H2O H2PO4-+ H3O
+
H2PO4-+ H2O HPO4
2-+ H3O
+
HPO42-
+ H2O PO43-
+ H3O+
[HS-][H3O+]
[H2S]Ka1 =
[S2-][H3O+]
[HS-]Ka2 =
Ka1 > Ka2
[HPO42-][H3O+]
[H2PO4-]
Ka2 =
[H2PO4-][H3O+]
[H3PO4]Ka1 =
[PO43-][H3O+]
[HPO42-]
Ka3 =
Ka1 7,6. 10-3> Ka2 6,2. 10-8> Ka32,1.10-13
HNO2 + H2O NO2- + H3O
+
acido1 base2 base1 acido2
NO2- + H2O HNO2 + OH-
base1 acido2 acido1 base2
Lo ione NO2- è la base coniugata dell’acido HNO2
[NO2-][H3O+]
[HNO2]Ka =
[HNO2][OH-]
[NO2-]
Kb =
[HNO2][OH-]
[NO2-]
Ka x Kb =[NO2
-][H3O+]
[HNO2]x = [H3O+][OH-] =KW
Kb = KW
Ka
Ka = KW
Kb
IDROLISI SALINA
NaNO2 deriva da
NaOH = base forte
HNO2 = acido debole
NaNO2 Na+ +NO2-
NO2- + H2O HNO2 + OH-
Na+ + H2O NaOH + H+
[HNO2][OH-]
[NO2-]
Ki= Kb = = KW
Ka
pH basico
ACIDO FORTE + BASE DEBOLE
NH4Cl NH4+ + Cl-
NH4+ + H2O NH3 + H3O
+
NH3 + H2O NH4+ + OH- [NH4
+][OH-]
[NH3]Kb =
= KW
Kb
Ki= Ka =[NH3][H3O+]
[NH4+]
pH acido
SOLUZIONE TAMPONE
ACIDO DEBOLE (HA) + un suo SALE con BASE FORTE (NaA)
Es. HF + NaF, HNO2 + NaNO2 ; CH3COOH + CH3COONa
HA + H2O A- + H3O+ dissociazione acido: parziale
NaA Na+ +A- dissociazione sale: totale
A- + H2O HA + OH- idrolisi sale: parziale
cA= conc. dell’acido cS= conc. del sale
HA + H2O A- + H3O+
cA cS
[A-][H3O+]
[HA]Ka =
[HA]
[A-][H3O+] = Ka x = Ka x
cA
cS
pH = - log [H3O+] = - log Ka x cA = - logKa - log cA= pKa + log cS
cS cS cA
pH = - log [H3O+] = - log Ka x cA = - logKa - log cA= pKa + log cS
cS cS cA
pH = pKa + log cS cS = cA pH = pKa cA
Aggiungiamo cH moli di un acido forte HAf (cH<< cS, cA)
HAf + H2O Af- + H3O
+
cH
HA + H2O A- + H3O+
cA cS cH
cA +cH cS- cH ?
[H3O+]= Ka x(cA + cH)
(cS - cH)
pH = pKa + log cS- cH pKa + log cS
cA +cH cA
[A-][H3O+]
[HA]Ka = =
(cS - cH)[H3O+]
(cA + cH)
BASE DEBOLE B (cB)
+ suo SALE con ACIDO FORTE BHCl ( cS )
BHCl BH+ + Cl-
B + H2O BH+ + OH-
cB cS
[BH+][OH-]
[B]Kb =
[OH-]= KB x (cS)
(cB)
[B]
[BH+]= KB x
pOH = - log [OH-] = pKb+ log cS
cB
FATTORI CHE INFLUENZANO LA
FORZA DEGLI ACIDI E DELLE BASI
IDRURI :LUNGO IL PERIODO
LiH < BeH2< CH4 < NH3 < H2O < HF CARATTERE ACIDO
LUNGO IL GRUPPO
H2O < H2S < H2Se < H2Te HF< HCl < HBr < HI
BASI : NH3 > H2O > HF
OSSIACIDI:
HClO > HBrO > HIO Cl-O-H > Br-O-H > I-O-H
HClO4 >HClO3 > HClO2 > HClO H2SO4 >H2SO3
CF3COOH > CH3COOH
SOSTANZE ANFOTERE -
ANFOLITI
Al(OH)3 + 3 H3O+Al3+ + 6 H2O
Al(OH)3 + OH-Al(OH)4
-AlO2
- + 2 H2O
H2O + NH3 NH4+ + OH-
H2O + HCl Cl- + H3O+
H2PO4-+ H3O
+ H3PO4 + H2O
H2PO4-+ OH- HPO4
2-+ H2O
NH2-R-COOH AMMINOACIDI__________ ________________
NH2-R-COOH + OH- NH2-R-COO- + H2O__________ acido____________ ________________
NH2-R-COOH + H3O+ NH3
+-R-COOH + H2O__________ base __________
EQUILIBRI DI SOLUBILITA’
H2O
C6H12O6(S) C6H12O6(aq)
H2ONaCl(S) Na+
(aq) + Cl-(aq)
s = solubilità = MMAX
sC6H12O6= [C6H12O6]MAX
sNaCl= [Na+]MAX = [Cl-]MAX
AgCl(S) Ag+(aq) + Cl-
(aq) KS= [Ag+][Cl-]
Ag2S 2Ag+ + S2- KS= [Ag+]2[S2-]
Mg(OH)2Mg2+ + 2OH- KS= [Mg2+][OH-]2
Ca3(PO4)2 3Ca2+ + 2PO43- KS= [Ca2+]3[PO4
3-]2
s = f(T) KS= f(T)
Il prodotto delle concentrazioni ioniche, elevate ai rispettivi
coefficienti stechiometrici, di una soluzione satura di un sale
poco solubile, e’ costante a T costante.
AgCl(S) Ag+(aq) + Cl-
(aq) KS= [Ag+][Cl-]=2,8x10-10
s s s= [Ag+] = [Cl-]
KS= [Ag+][Cl-] =s2
Ag2S 2Ag+ + S2- KS= [Ag+]2[S2-]=(2s)2(s)= 4s3
2s s
Al(OH)3Al3+ + 3OH- KS= [Al3+] [OH-]3 = s(3s)3 = 27s4
s 3s
La relazione tra s e Ks dipende dal numero
di ioni in cui si dissocia il sale.
510 107,1108,2 sKs
3
4
sKs
4
27
sKs
M
EFFETTO DELLO IONE A COMUNE
NaCl Na+ + Cl-
cNaCl cNaCl
AgCl(S) Ag+(aq) + Cl-
(aq)
s s + cNaCl
KS= [Ag+][Cl-]= s(s+cNaCl)
cNaCl>>s s+cNaCl cNaCl
KS=s. cNaCl cNaCl= 0,1 M
s = KS /cNaCl= 2,8x10-10/0,1= 2,8x10-9 M
Soluzione satura AgCl da soloAgCl(S) Ag+
(aq) + Cl-(aq)
s s
Soluzione satura AgCl + 0,1 M NaCl
5107,1 sKs
KS= [Ag+][Cl-] =s2
M
EFFETTO DEL PH SULLA SOLUBILITA’
IDROSSIDI Mg(OH)2Mg2+ + 2OH- KS= [Mg2+][OH-]2
s = [Mg2+] = KS/[OH-]2
Ag2S 2Ag+ + S2- KS= [Ag+]2[S2-]
in ambiente acido S2- + H+ HS-
S aumenta HS- + H+ H2S↑
CaCO3 Ca2+ + CO32- KS= [Ca2+][CO3
2-]
CO32- + 2 H+ H2CO3 CO2↑ +H2O
NaCl Na+ + Cl-
AgNO3 Ag+ + NO3-
Ag+ +Cl-AgCl KS= [Ag+]sat[Cl-]sat
[Ag+] [Cl-]> KSsi ha precipitazione
[Ag+] [Cl-]< KSnon si ha precipitazione