Le definizioni di acido e di base Un percorso storico

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1 Le definizioni di acido e di base Un percorso storico Corpaci Ivana

2 Teoria degli acidi e delle basi w Cos è un acido?! Una sostanza corrosiva, chimicamente molto attiva, che colora di rosso la cartina di indicatore universale, ha un sapore aspro w Cos è una base?! Una sostanza corrosiva, chimicamente molto attiva, che colora di blu la cartina di indicatore universale, ha un sapore amaro w Possono essere considerati in chimica gli opposti! Reagiscono neutralizzandosi 2

3 w È un acido Definizioni secondo Arrhenius! Una sostanza che, in acqua, libera ioni H + " È chiamato protone, idronio, idrossonio " HCl, H 2 SO 4, H 3 PO 4, H 2 S, HClO 4, HNO 3, HNO 2, CH 3 COOH ecc. " HCl! H + + Cl - " H 2 SO 4! 2H + + SO 4 2- " H 3 PO 4! 3H + + PO 4 3- w È una base! Una sostanza che, in acqua, libera ioni OH - " È chiamato ossidrile " NaOH, KOH, Ca(OH) 2, Mg(OH) 2, Al(OH) 3, ecc. " NaOH! Na + + OH - " Ca(OH) 2! Ca OH - " Al(OH) 3! Al OH - 3

4 Perché gli acidi e le basi w si dissociano in modo differente? Cl O H 3,0 3,5 2,1 0,5 1,4 Na O H 0,9 3,5 2,1 2,6 1,4 4

5 Limiti della teoria di Arrhenius w Gli equilibri acido-base possono avvenire anche in ambienti non acquosi w Ci sono sostanze acide e basiche che non si comportano così w Vediamo l esempio dell ammoniaca! È una base ma non possiede un gruppo OH da liberare! NH 3 + H 2 O! NH 4+ + OH - 5

6 Brönsted - Lowry w È un acido! Una sostanza che cede ioni H + w È una base! Una sostanza che accetta ioni H + w NH 3 + H 2 O! NH 4+ + OH - w Per Bronsted e Lowry esistono equilibri acidobase dove le specie partecipanti possono essere denominate coppie acido-base coniugate! Sono due specie chimiche che differiscono solo per un protone 6

7 Coppie coniugate acido-base NH 3 + H 2 O! NH OH - base 1 acido 2 acido 1 base 2 differiscono per un H + HCl + H 2 O! H 3 O + + Cl - acido 2 base 1 acido 1 base 2 differiscono per un H + 7

8 Forza delle specie coniugate w Se un acido o una base è forte la sua specie coniugata sarà una base o un acido molto debole e viceversa NH 3 + H 2 O (l)! NH OH - NH 4 +! NH 3 + H + 8

9 Forza relativa degli acidi HCl + CH 3 COOH! CH 3 COOH Cl - base 2 acido 2 base 1 acido 1 differiscono per un H + 9

10 Costante di dissociazione acida HCl! H + + Cl - HCl + H 2 O! H 3 O + + Cl - 10

11 Forza degli acidi e delle basi w La K a e la K b sono direttamente proporzionali alla forza dell acido o della base rispettivamente 11

12 Neutralizzazione H + + OH - # H 2 O w Le reazioni tra un acido ed una base si chiamano neutralizzazioni! Perché si ottengono dei prodotti che non manifestano la stessa elevata reattività dei reagenti (corrosività) w Acido + base # sale + acqua w HCl + NaOH # Na + + Cl - + H 2 O! NaCl w Ca(OH) 2 + 2HNO 3 # Ca NO H 2 O! Ca(NO 3 ) 2 nitrato di calcio w 2NaOH + H 2 CO 3 # 2Na + + CO H 2 O! Na 2 CO 3 carbonato di sodio w NaOH + H 2 CO 3 # Na + + HCO H 2 O! NaHCO 3 bicarbonato di sodio 12

13 Lewis w La teoria di Lewis si basa sullo scambio di coppie di elettroni w Acido:! È una specie chimica che acquisisce un doppietto elettronico w Base:! È una specie chimica che cede un doppietto elettronico 13

14 Considerazioni H F H N : B H F F w La definizione di Lewis permette di:! Definire reazioni acido-base anche le reazioni di formazioni di complessi (formazione di legami dativi) " La specie che dona elettroni si comporta come base " La specie che accetta elettroni si comporta come acido! In questo tipo di reazioni non deve avvenire per forza lo scambio di protoni 14

15 Interpretiamo i vecchi acidi e basi NH 3 + H 2 O! NH OH - H H N : H + H NaOH H O : : H H O - : H + : : 15