Modulo di Chimica VII lezione. Acidi e basi Il ph

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1 Modulo di Chimica VII lezione Acidi e basi Il ph

2 Un po di etimologia Acido: dal latino acidus (ac, essere pungente) Base: dal greco βασιξ (sostenere) Alcali: dall arabo al-qalì (potassa, dalle ceneri di legno, KOH) Un po di storia XVII secolo: Sylvius, Glauber e Tachenius (con riferimento alla neutralizzazione ed alla digestione)

3 Acidi e basi, combinandosi, danno effervescenza Fino alla fine del 1600 Gli acidi hanno sapore aspro (acido!) Prima sistematizzazione: Robert BOYLE (metà del 1600) - Introdusse l uso degli indicatori acido-base (pigmenti colorati estratti da piante) - Elencò le proprietà degli acidi hanno sapore acido, possiedono la capacità di dissolvere altre sostanze, modificano il colore degli indicatori, perdono le loro proprietà reagendo con le basi

4 Lavoisier (1777) ossigeno come principio di acidità (es: CO 2, SO x ) (anidridi o) ossidi acidi Non si spiega, però, l acidità dell acido cloridrico, HCl e nemmeno il carattere basico degli ossidi metallici (K 2 O, CaO, etc) Non identifica un analogo principio per le basi forse l azoto? Esperimenti con NH 3, ma non tutte le basi contengono azoto!

5 Davy ( 1800) risolse alcune delle incongruenze della teoria di Lavoisier von Liebig (1838) teorizzò che nella molecola di un acido fosse presente almeno un atomo di idrogeno sostituibile: H 2 CO 3, ma anche HCl!!! Si arriva così alla teoria di Arrhenius ( 1880) Nobel per la Chimica 1903 Dissociazione elettrolitica anche in assenza di corrente elettrica applicata Il premio Nobel lo ottenne proprio per la sua teoria sulla dissociazione elettrolitica. Egli disse che: acido = molecola che, dissociandosi, fornisce ioni H + base = molecola che, dissociandosi, fornisce ioni OH -

6 Alcune sostanze (es, acidi e basi) si dissociano in ioni in soluzione acquosa: HA A - + H + BOH B + + OH - Rimane il problema dell ammoniaca, NH 3 Non contiene gruppi basici OH - La spiegazione viene dalla teoria di Löwry e Brønsted ( 1920) Acidi: donatori di protoni H + Basi: accettori di H + Reazioni acido-base: scambio di protoni

7 Un ulteriore passo avanti la teoria di Lewis (1932) Gli acidi sono accettori di coppie di elettroni Le basi sono donatori di coppie di elettroni Utile per quelle sostanze che non contengono idrogeno Es. BF 3, AlCl 3 etc

8 Definizione di ph (Sørensen, 1909) Deriva da un tentativo di semplificazione nel trascrivere i dati di acidità di soluzioni estremamente diluite ph = -log [H + ] Ovvero: [H + ]= 10-5 ph = 5

9 Scala del ph (1-14) ph = 7 indica la neutralità ph < 7 indica l acidità ph > 7 indica la basicità Come misuro il ph? Indicatori in soluzione Cartine all indicatore universale (tornasole) phmetro

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11 Pelargonidina, C 15 H 11 O 5 Un principio indicatore (cavolo rosso, fiori) Esempi di cartine indicatrici

12 Indicatore fatto in casa Si fa bollire in acqua un cavolo rosso, quindi si filtra il liquido blu-viola così ottenuto. Il succo di cavolo rosso è un indicatore con intervallo di viraggio 5 8. Assume colorazione rosso-rosa al di sotto di ph 5 e blu-verde al di sopra di ph 8. E sufficiente far cadere qualche goccia di succo nella sostanza in esame ed osservare la colorazione. E anche possibile realizzare delle cartine, analoghe alle precedenti, immergendo per circa mezz ora alcune striscioline di carta da filtro nel succo. Una volta asciutte, le cartine possono essere conservate a lungo (meglio in una busta chiusa al riparo della luce).

13 Le cartine al succo di cavolo rosso sono molto meno sensibili alle variazioni di ph rispetto alla cartina indicatrice universale. In alternativa è possibile preparare l estratto. Alcune foglie del cavolo rosso crudo, ridotte a pezzettini, vengono pestate in un mortaio con alcool etilico per alimenti. Le si lascia macerare per qualche minuto e poi si filtra. L estratto così ottenuto si comporta come il succo, ma ha un odore meno sgradevole del liquido di bollitura e si conserva più a lungo.

14 ph prodotto 1,4 succo gastrico 2,1 succo di limone 2,3 Coca-Cola 2,8 succo di arancia e aceto 3,5 vino 4,1 succo di pomodoro 4-5 detersivo per stoviglie 5,1 caffè espresso 6 shampoo 6-6,5 acqua gasata 6,9 latte normale 7 acqua distillata 7 soluzione di sale o di zucchero 7,4 sangue 7,6 acqua minerale naturale 8 schiuma da barba 8,5-9,5 Sapone per mani e detersivo da bucato 10,5 ammoniaca per uso domestico 11 varechina In Tabella è riportato il ph di alcuni prodotti di impiego comune.