Concetti di Acidi e Basi

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Modulo di Chimica VII lezione. Acidi e basi Il ph

Acidi e Basi. Acido H + (aq) +... Base OH - (aq) +... Tipici acidi di Arrhenius: HCl, HNO 3, HCN,... Tipiche basi di Arrhenius: NaOH, KOH, Ba(OH) 2,

Arrhenius. HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH -

Teoria di Lewis. Un acido di Lewis è una specie chimica che può formare un legame covalente accettando una coppia di elettroni da un altra specie.

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GLI ACIDI E LE BASI nel quotidiano L acido acetico: è presente nell aceto; L acido formico: a questo composto si deve il bruciore che si avverte dopo

Esploriamo la chimica

Acidi e basi sono sostanze note da molto tempo e diverse classificazioni sono state fatte nel corso del tempo in base alle loro proprietà.

Acidi e Basi. Capitolo 15

Le definizioni di acido e di base Un percorso storico

Teoria di Arrhenius: sono acide (basiche) tutte quelle sostanze che, poste in acqua, sono capaci di dissociarsi formando ioni H + (OH - ).

Acidi e basi di Lewis

GLI ACIDI E LE BASI nel quotidiano L acido acetico: è presente nell aceto; L acido formico: a questo composto si deve il bruciore che si avverte dopo

-DEFINIZIONE DI ACIDI E BASI-

ACIDI e BASI. Definizione di Brønsted-Lowry (non solo limitata alle soluzioni acquose)

EQUILIBRI IN SOLUZIONE: SOSTANZE ACIDE E BASICHE

ACIDI e BASI. Teoria di Arrhenius. Un acido è una sostanza che, sciolta in acqua, provoca un aumento della concentrazione degli ioni H +.

Lezione 6. Acidi e Basi Equilibri Acido Base ph delle Soluzioni Saline

FORZA DI ACIDI E BASI HA + :B HB + + A

EQUILIBRI IN SOLUZIONE

Equilibrio Acido base

1. Le teorie sugli acidi e sulle basi 2. La ionizzazione dell acqua 3. Il ph 4. La forza degli acidi e delle basi 5. Come calcolare il ph di

Equilibri ionici in soluzione. Acidi, basi, scala del ph

ESERCIZI ESERCIZI. 3) Una soluzione acquosa è sicuramente acida se: O + ] > 10-7 M O + ] > [OH - ] O + ] < [OH - ] d. [OH - ] < 10-7 M Soluzione

Reazioni in soluzione acquosa

Equilibri ionici in soluzione acquosa. Acidi, basi, scala del ph

Soluzioni degli esercizi del testo

Molti sali contengono un anione o un catione che possono reagire con acqua rendendo le loro soluzioni ACIDE o BASICHE

Forza relativa di acidi e basi

CALCOLO DEL ph. ph = - log [1,0x10-3 ] = 3,00

Acidi e Basi: Teoria di Arrhenius (fine 1800)

HX X + H + MOH M + + OH -

Equilibrio Chimico. Molte reazioni chimiche sono REVERSIBILI ovvero possono avvenire in entrambi i sensi

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H + Pertanto, [H + ] è espressa in termini di. ph = -log [H + ]

Acidi e Basi. Definizione di Arrhenius

HCl è un acido NaOH è una base. HCl H + + Clˉ NaOH Na + + OHˉ. Una reazione acido-base di Arrhenius forma acqua e un sale. HCl + NaOH H 2 O + NaCl

Sommario della lezione 22. Idrolisi Indicatori di ph Soluzioni tampone - Titolazioni

ACIDI E BASI ORGANICI: pka e ph

TEORIE ACIDO-BASE. 1) Teoria di Arrhenius

ACIDI e BASI: evoluzione del concetto

le reazioni chimiche


REAZIONI CHIMICHE. Idrogeno + ossigeno acqua

+ OH In realtà mentre NH 3 si converte in NH 4

Acidi e basi di Lewis

Teorie Acido-Base. Gli acidi in acqua si dissociano e rilasciano H + Le basi in acqua si dissociano e rilasciano OH -

LEGGE di AZIONE di MASSA

16/01/2019. Acidi e basi. Arrhenius

Le Reazioni Chimiche

Diapositive n. 3, 4 Ma quali sono le proprietà degli acidi e delle basi?

Reazione chimica In una reazione chimica le sostanze di partenza sono dette reagenti; le sostanze che si ottengono sono dette prodotti della reazione.

Il Monossido di Di-Idrogeno

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EQUILIBRI ACIDO-BASE. acido: sostanza che si dissocia in acqua producendo H +

Equilibri in soluzione acquosa unità 1, modulo G del libro

Es: consideriamo una soluzione contenente acido K = 1, [CH 3 COOH]

EQUILIBRI IN SOLUZIONE ACQUOSA

ACIDI E BASI LA TEORIA DI ARRHENIUS

ph e Soluzioni Tampone

Idrolisi salina. acido e base reagendo insieme formano un sale e acqua AH BOH AB H2O

Appunti di Stechiometria per Chimica

; ph = 7. Tale ph è detto "di neutralità" ed è valido a 25 C. Le soluzioni a ph minore di 7 sono definite acide, quelle a ph maggiori di 7 basiche.

Equilibri ionici in soluzione. M. Pasquali

Equilibri ionici in soluzione. M. Pasquali

ACIDI e BASI. La definizione di acido e base si è evoluta nel corso degli anni, sviluppando modelli sempre più generali.

Argomento 6 Equilibri in soluzione 1. Acidi e basi

Acidi e basi ph, costanti di acidità e basicità Idrolisi, soluzioni tampone

3. Le Reazioni Chimiche

Analizziamo i casi più frequenti. Acido forte Base forte Acido debole Base debole Idrolisi Tampone

Equilibri acido-base

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Transcript:

LM85-bis Scienze della formazione primaria Concetti di Acidi e Basi Prof. Federico Teloni Elementi di Chimica A. A. 2018-2019

Acidi e Basi Acidi e basi sono presenti nella vita quotidiana:

Acidi e Basi Comuni

Evoluzione Storica Acido da acidus (LATINO) pungente Base da basiz (GRECO) sostenere Alcali da al-qali (ARABO) potassa K 2 CO 3 Primi tentativi di spiegare l acidità e la basicità nel XVII secolo ad opera di Franciscus Sylvius (1614-1672) e Otto Tachenius (1620-1690): I processi digestivi vengono considerati processi chimici tra acidi e basi che si neutralizzavano a vicenda. F. Sylvius

Sapore ed Effervescenza Definizione operativa: Gli acidi erano identificati a partire dal loro sapore e dall effervescenza che si produce quando reagivano con le basi, e le basi erano quei composti che davano effervescenza reagendo con gli acidi. Le basi del tempo erano identificate principalmente con i carbonati, es. la soda Na 2 CO 3 e la potassa K 2 CO 3, che sviluppano CO 2 reagendo con gli acidi. Successivamente, grazie ai progressi fatti nello studio e nella preparazione degli idrossidi, es. NaOH, KOH e Ca(OH) 2, si era a poco a poco rinunciato ad identificare le basi con i soli carbonati e si estese il concetto anche agli idrossidi metallici.

Boyle e gli Indicatori Boyle propose anche l uso degli indicatori acido-base (pigmenti estratti dalle piante) per riconoscere agevolmente il carattere acido o basico di una sostanza in soluzione. una goccia di sugo di cavolo rosso non miscelato R. Boyle cavolo rosso Sugo mescolato con bicarbonato Sugo mescolato con aceto

Evoluzione Storica Quindi, da un punto di vista operativo, macroscopico, Boyle propose le seguenti proprietà per gli acidi: hanno sapore acido dissolvono molte sostanze (reazioni acide o di ossidoriduzione) precipitano lo zolfo dalle sue soluzioni basiche* modificano il colore delle soluzioni acquose degli indicatori perdono le loro proprietà reagendo con le basi *Zolfo elementare reagisce a caldo con soluzioni concentrate di basi formando disolfuri e tiosolfati

Principio di Acidità: l Ossigeno Antoine Lavoisier (1743-1794) propose una prima spiegazione delle particolari proprietà delle sostanze acide: la presenza dell ossigeno in esse, come principio di acidità (nome ossigeno generatore di acidi). Infatti: C, S e P, reagendo con l ossigeno davano origine a composti con proprietà acide (gli acidi erano identificati con le anidridi, o ossidi acidi, es. SO 3 acido solforico, P 2 O 5 acido fosforico, CO 2 acido carbonico). A. L. Lavoisier Gli acidi organici, che venivano via via scoperti e sintetizzati, contenevano sempre ossigeno.

Principio di Acidità: l Ossigeno Vi erano però alcuni problemi nella sua teoria: gli ossidi metallici, pur contenendo ossigeno, avevano proprietà basiche e non acide L analisi dell acido cloridrico HCl non aveva rivelato la presenza dell ossigeno (ipotesi del murio acido muriatico) Doveva esistere un corrispondente principio di basicità, che non poteva essere l ossigeno, nonostante il carattere basico degli ossidi metallici.

Principio di Acidità: l Idrogeno Humphry Davy (1778-1829) con l elettrolisi scompose moltissimi composti nei loro costituenti elementari: L acido cloridrico e l acido iodidrico non contenevano ossigeno, e furono identificati gli elementi cloro e iodio. Anche altri acidi, come H 2 S e HCN, non contenevano ossigeno. Miglioramenti nelle procedure di analisi degli elementi presenti nei composti portarono Davy a proporre l idrogeno come principio di acidità. H. Davy

Principio di Acidità: l Idrogeno Successivamente J. Liebig (1803-1873) confermò tale ipotesi da studi su acidi polibasici (acido fosforico H 3 PO 4 ), sui loro sali e sui derivati di questi ultimi (meta- e pirofosfati): gli acidi sono composti contenenti idrogeno, in cui l idrogeno stesso può essere sostituito da metalli. J. Liebig

La Teoria di Arrhenius Arrhenius propose che gli acidi sono composti la cui dissociazione elettrolitica in acqua dà luogo alla formazione di ioni H + : H 2 O HCl (g) H + (aq) + Cl - (aq) Una dissociazione quantitativamente differente spiega l esistenza di acidi forti e di acidi deboli. Analogamente le basi sono composti la cui dissociazione elettrolitica in acqua porta alla formazione di ioni OH - : H 2 O NaOH (s) Na + (aq) + OH - (aq)

La Teoria di Arrhenius La neutralizzazione di HCl e NaOH si rappresenta con l equazione ionica: H + (aq) + Cl - (aq) + Na + (aq) + OH - (aq) Na + (aq) + Cl - (aq) + H 2 O (l) un acido una base un sale acqua O meglio ancora: H + (aq) + OH - (aq) H 2 O (l) una reazione di neutralizzazione implica la combinazione di ioni idrogeno H + e ioni idrossido OH - per formare acqua

La Teoria di Brønsted-Lowry Brönsted (1879-1947) e Lowry (1874-1936) proposero allora di considerare gli acidi come donatori di protoni (ioni H + ) e le basi come accettori di protoni. Le reazioni acido-base consistevano perciò in scambio di protoni: T. M. Lowry HB 1 + B 2 B 1 + HB 2 Gli acidi forti sono quindi quei composti le cui basi coniugate, non avendo la tendenza ad accettare protoni, sono basi molto deboli, e viceversa. J. N. Brönsted

Acidi Deboli In modo analogo esistono sostanze acide deboli, come l acido acetico che reagiscono con l acqua dando lo ione acetato e ioni idrossonio H 3 O + :

Ioni Idrossonio Quando H + è unito ad una coppia di elettroni dell atomo O di H 2 O, lo ione idrossonio risultante forma legami idrogeno con diverse molecole di acqua, fino a 4 molecole H 2 O.

Scale di Acidità In base a quanto la reazione è spostata verso la formazione dei prodotti, si può ricavare una scala di acidità. Acidi forti come HCl e HClO 4 reagiscono completamente con l acqua formando H 3 O + (acido più forte possibile in acqua effetto livellante) per decidere quale dei due è più forte si fanno reagire ad es. con etere dietilico (C 2 H 5 ) 2 O. In etere dietilico HClO 4 è completamente ionizzato mentre HCl lo è solo in parte: HClO 4 + H 3 CH 2 C O CH 2 CH 3 ClO 4 - + H 3 CH 2 C O CH 2 CH 3 H HCl + H 3 CH 2 C O CH 2 CH 3 Cl - + H 3 CH 2 C O CH 2 CH 3 H

Scale di Acidità Gli acidi più forti sono nella parte superiore della colonna sinistra e le basi più forti nella parte inferiore della colonna destra: Più forte è l acido, più debole sarà la sua base coniugata!

Concetti di ph e poh Il chimico danese Søren Sørensen divenne dal 1901 direttore del prestigioso Laboratorio Carlsberg, fondato dall'industriale danese che creò l'omonima birreria. Nel 1909 propose il termine ph per indicare il potenziale dello ione idrogeno. Egli definì il ph come il valore negativo del logaritmo di [H + ]: Si può anche definire la grandezza poh: ph = -log [H 3 O + ] poh = -log [OH - ] Poiché K w = [H 3 O + ][OH - ] = 1.0 x 10-14, -logk w = -(log[h 3 O + ][OH - ]) = -log(1.0x10-14 ) pk w = -(log[h 3 O + ] + log[oh - ]) = -(-14.00) = 14.00 S. Sørensen pk w = ph + poh = 14.00

Concetti di ph e poh Una soluzione acquosa con [H 3 O + ] = [OH - ] è detta neutra. Se [H 3 O + ] > [OH - ] essa è acida, se [H 3 O + ] < [OH - ] è basica.

Relazione tra [H 3 O + ], ph, [OH - ] e poh

Scala di ph La scala di ph può andare anche a valori negativi, quasi fino a -1, corrispondente ad [H 3 O + ] 10 M, così come a valori maggiori di 14, fino a circa 15 ([OH - ] 10 M). A scopi pratici la scala di ph è però utile soprattutto nell intervallo: 2 < ph < 12 poiché le molarità di H 3 O + ed OH - in acidi e basi concentrati possono differire di molto dalle loro vere attività.

Indicatori Acido-Base Il colore di alcune sostanze dipende dal ph. HIn + H 2 O In - + H 3 O + Nella forma acida si osserva il colore dell acido indissociato Nella forma basica si osserva il colore della base coniugata Si osserva un colore intermedio tra questi due stati. La variazione completa di colore avviene in un intervallo di 2 unità di ph.

Indicatori Naturali cavolfiore rosso colore iniziale

ESPERIMENTI https://www.youtube.com/watch?v=7anyhez-mig https://www.youtube.com/watch?v=qyxul9m56ys https://www.youtube.com/watch?v=_stb7glvmsa

Indicatore Universale di ph È una miscela complessa di varie sostanze, acidi deboli naturali con diversi gruppi cromofori. Viene utilizzato principalmente supportato su strisce di carta - cartine al tornasole - che vengono immerse o poste a contatto con il campione di cui si desidera conoscere l'acidità o la basicità.