ACIDI E BASE Ph
Cosa è un ACIDO? Cosa è una BASE? II concetto di acido e di base e prettamente chimico, e in nessun modo legato ad alcun pericoloACIDI: - Coca cola - Limone - Aceto BASI: - Ammoniaca - Candeggina - Bicarbonati
● 1660: Boyle descrive le proprietà di acidi e basi. ● 1787: Lavoisier ipotizza che gli acidi siano composti binari dell’ossigeno. ● 1811: Davy dimostra che l’elemento sempre presente negli acidi è l’idrogeno e non l’ossigeno. ● 1887: Arrhenius formula la prima teoria su acidi e basi. LE TEORIE SUGLI ACIDI E SULLE BASI
ARRHENIUS • ACIDO: sostanza in grado di cedere ioni H+in soluzione acquosa. • BASE: sostanza in grado di cedere ioni OHin soluzione acquosa. UN atomo di idrogeno → acidi monoprotici (HCl, HNO3). PIÙ atomi di idrogeno → acidi poliprotici (H2SO4 , H3PO4). ACIDO CLORIDRICO HCl → H+ + ClIDROSSIDO DI SODIO NaOH → Na+ + OH-
ACIDO: sostanza in grado di donare un H+ BASE: sostanza in grado di accettare un H+ Questa teoria e piu ampia della precedente, in quantonon si limita al solvente acqua Bronsted e Lowry focalizzano l’ attenzione soltanto sul protone (H+ ) ed introducono il concetto di: "COPPIA CONIUGATA" BRONSTED E LOWRY
• Un acido coniugato e la specie che si forma quandouna base accetta un protone • Una base coniugata e la specie che si forma quandoun acido dona un protone Un acido differisce dalla SUA base coniugata per UNprotoneACIDO 1 + BASE 2 = BASE 1 + ACIDO 2HCl + H2O = Cl- + H3O+
Alcune specie chimiche, come acqua e HCO3 – , sono anfiprotiche, cioè in grado sia di accettare sia di donare protoni, comportandosi sia da acido sia da base.BRØNSTED E LOWRY L’acqua si comporta A da acido e B da base. A) H2O + NH3 = OH- + NH4 + B) H2O + H2PO4 - = H3O+ + HPO42-
In relazione alla definizione di acido e di base secondo la teoria di Bronsted e Lowry, indica I'unica affermazione sbagliata: A) una reazione chimica acido-base consiste nel trasferimento di un protone dall'acido alla base B) si definiscono acidi tutte le specie chimiche che sono in grado di cedere ioni H+ C) si definiscono basi tutte le specie chimiche che sono in grado di acquistare ioni H+ D) una specie chimica manifesta le sue proprietà acide solo in presenza di una specie che si comporta da base E) si definiscono basi soltanto le specie chimiche che sono in grado di produrre ioni OH-
L'ammoniaca NH3 e in grado di accettare ioni H+ formando NH4 + , quindi e: A) una base secondo Bronsted e Lowry B) un acido di Lewis C) una base di Schiff D) una base secondo Arrhenius E) un composto anfotero Indica qual è il comportamento di un acido in soluzione acquosa: A) libera elettroni B) accetta protoni C) libera protoni D) libera ioni ossidrile E) accetta elettroni
Nella reazione: H2S04 + H2 0 = H3 0+ + HS04 - Quale delle seguenti combinazioni di specie chimiche e una coppia acido base coniugata? A) H2 0 e H3 0+ B) H2S04 e H2 0 C) H3 0+ e HS04 - D) H2S04 e H3 0+ E) H2 0 e HS04 Secondo Bronsted e Lowry, I'acido coniugato della base HP04 2-: A) H2P04 B) H2P04 - C) HPO4 - D) HP04 2+ E) H3P04
Quando I'acqua si trasforma in ione idronio H30+, essa si comporta da: A) Catione B) Base C) Acido D) Anione E) Anfolita Indicare una coppia coniugata acido - base nellaseguente reazione: CN-+ H2 0 = HCN + OH- A) H2 0; OH- B) CN- ;H2 0 C) HCN; OH- D) CN- ; OH- E) H2 0; HCN
ACIDO DI LEWIS: sostanze in grado di accettare un doppietto elettronico BASE DI LEWIS: sostanze in grado di donare un doppietto elettronico GILBERT NEWTON LEWIS
Sono ACIDI DI LEWIS: ●molecole con struttura elettronica incompleta, cationi metallici, soprattutto di metalli di transizione, che in acqua condividono i doppietti elettronici trasformandosi in ioni complessi, come [Cu(H2O)6 ]2+ . Sono BASI DI LEWIS: ●sostanze con il livello di valenza completo e coppie di elettroni NON condivise come NH3 o O2 – . LA TEORIA DI LEWIS
Tutte le equazioni sottostanti descrivono reazioni acido-base. In quale delle reazioni il composto sottolineato si comporta da acido di Lewis e NON da acido di Bronsted Lowry?A) HNO3 + H2SO4 =H2NO3 + + HSO4 - B) NH3 + H2O = NH4 + + OH- C) CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2OD) (Cu(H2O)6 )2++H2O=[CU(H2O)5OH]+ +H3O+E) NH3 + BCI3 = H3NBCI3
Le misure di conducibilità dell'acqua chimicamentepura indicano che, seppure in misura ridottissima, inessa sono presenti ioni. L'acqua si dissocia in: Si definisce PRODOTTO IONICO DELL'ACQUA KW = [H+ ] [OH- ] = 1 * 10-14 Questa relazione e rigorosamente valida a temperature ambiente. (25°C)
• Una soluzione acquosa è: • [ H+ ] > [OH- ] ^ soluzione ACIDA • [ H+ ] < [OH- ] ^ soluzione BASICA • [ H+ ] = [OH- ] ^ soluzione NEUTRA
II prodotto ionico dell'acqua e, a temperatura costante:A) 1014 B) 10-14 C) 7 D) 10-5 E) 0 In una soluzione acquosa acida si ha che: A) [H3 0+ ] > [OH- ] B) [H3 0+ ] < 7 C) [H3 0+ ] = [OH- ] D) [H3 0+ ] < [OH- ] E) [OH- ] > [H3 0+ ]
Che cosa e il pH? E’ l'indice di ACIDITÀ di un sistema. pH = -log10 [H+ ] Pertanto: [H+ ]= 10-1 pH = 1 [H+ ]= 10-3 pH = 3 [H+ ]= 10-5 pH = 5 IMPORTANTE!!! L'utilizzo del logaritmo presenta numerosi vantaggi.
Il pH dipende sia dalla forza dell'acido, sia dalla sua concentrazione. La concentrazione di H+ di una soluzione di un ACIDO FORTE e uguale alia concentrazione dell'acido stesso, in quanto totalmente dissociato! [HCl] = 10-3 M ^ [H+ ]= 10-3 ^ pH=3 [HCl] = 10-2 M ^ [H+ ]= 10-2 ^ pH=2 [HCl] = 10-5 M ^ [H+ ]= 10-5 ^ pH=5
• Quanto maggiore sarà il pH, tanto minore sarà la concentrazione di [H+ ]; • Quanto minore sarà il pH, tanto maggiore sarà la concentrazione di [H+ ]; II pH puo essere misurato utilizzando la "cartina al tornasole": Soluzione basica -> si colora di bluSoluzione acida -> si colora di rosso
Le soluzioni acide hanno pH minore di 7 e le soluzioni basiche maggiore di 7.
Per la misura precisa del pH possiamo usare particolari apparecchi elettronici denominati piaccametri o pH-metri, con un margine di errore di ±0,01. COME CALCOLARE IL PHEsistono poi indicatori che assumono colori diversi a seconda del pH della soluzione a cui sono aggiunti. Ogni indicatore presenta almeno due colori: la soluzione assume il colore della specie prevalente (colore A o B) o quello che deriva da entrambe le specie se le due concentrazioni sono simili (colore A + B).
Indicare a quale dei seguenti valori del pH (tutti a 25 °C) si ha la massima concentrazione di ioni H3 0+ : A) 6,12 B) 3,5 C) 6,6 D) 3,11 E) 8,13 A quale dei seguenti valori del pH si ha la minimaconcentrazione di ioni OH-? A) 3,5 B) 3,12 C) 7,2 D) 8,8 E) 12,2
Qual è la concentrazione molare degli ioni OHin una soluzione acquosa 10-3M di glucosio? A) 10-5M B) 10-3M C) 7M D) 10-7M E) 10-11M
Una soluzione acquosa a 25°C in cui la concentrazione di H+ è uguale a 10-5 M e laconcentrazione di OH- è pari a 10-8 M: A) Ha pH 5 B) Ha pH 8 C) Ha pH 0,8 D) Ha pH 0,5 E) Ha pH 5,5 F) Non esiste
RICAPITOLANDO: pH = - log10 [H+ ] pOH= -log10 [OH- ] KW= [H+ ] [OH- ] = 1 * 10-14 pKW = pH + pOH = 14 (valida per tutte le soluzioni acquose) La relazione pH + pOH = 14 è valida: A) per tutte le soluzioni acquose B) solo per soluzioni basiche C) per tutte le soluzioni, anche non acquose D) solo per soluzioni acide E) solo per soluzioni acquose neutre
II pH di una soluzione 0,1 M di HBr è pari a: A) 0,1 B) 1,0 C) 7,0 D) 14,0 E) 2,5 A quale pH si ha la maggior concentrazione in idregenioni? A) 5 B) 6,5 C) 7 D) 8 E) 10
Quale e il valore del pH di una soluzione acquosa contenente 0,001 moli di HCl in 10 litri? A) 10 B) 1 C) 0,001 D) 3 E) 4 In una soluzione diluita di un acido forte monoprotico, tipo HCl abbiamo una [H+ ] = 0,001 mol/l. Qual è la concentrazione degli ioni [OH- ] espressa in mol/l? A) 10-12 B) 10-13 C) 10-3 D) 10-11 E) 10-7
In una soluzione la concentrazione di ioni OH- è 100 voltesuperiore alla concentrazione di ioni H+ . Qual e il pH di questa soluzione? A) 2 B) 8 C) 6 D) 14 E) 12 Se si diminuisce di 100 volte la concentrazione degli ioni[H3O+ ] in una soluzione a pH iniziale = 6, quale pH finale siottiene? A) 5 B) 6,2 C) 8 D) 7 E) 4
Le basi si dicono • FORTI se hanno la Kb molto grande e si ionizzano completamente; • DEBOLI se hanno Kb piccola e non si ionizzano completamente. Metalli alcalini e alcalini-terrosi!!! NOME FORMULA IONI IN H2 0 OH- +Na NaOH + I. Di Sodio OH-+Li+ I. Di Litio LiOH OH- KOH +K+ I. Di Potassio 2OH-+ Mg Mg(OH) +2 2 I. Di Magnesio 2OH-+ Ca Ca(OH) +2 2 I. Di Calcio 2OH-+ Ba Ba(OH) +2 2 I. Di Bario
Secondo Brønsted, sono acidi forti quelli che in acqua sono completamente ionizzati. Gli ACIDI FORTI sono 7: 1) HCI (acido cloridrico) 2) HBr (acido bromidrico) 3) HI (acido iodidrico) 4) HCI03 (acido clorico) 5) HCIO4 (acido perclorico) 6) HN03 (acido nitrico) 7) H2S04 (acido solforico) In acqua, tutti gli acidi forti sono forti allo stesso modo Tutti gli altri sono deboli! CH3COOH (acido acetico) è un acido debole comune!
Poiché a ciascuna specie acida corrisponde una base coniugata, e viceversa, si può dire che Kb Ka = Kw Da cui si deduce che, all’aumentare della forza di una specie, diminuisce la forza della specie coniugata. Il prodotto delle costanti di ionizzazione di una coppia acido-base coniugata corrisponde al prodotto ionico dell’acqua.
Secondo Brønsted, sono acidi deboli quelli che in acqua si ionizzano limitatamente. L’equilibrio di una reazione di ionizzazione di un acido debole in soluzione acquosa è espresso dalla costante di ionizzazione acida, Ka . Più elevato è il suo valore, più l’acido è FORTE. IL PH
Come calcolare il pH di una soluzione ? Il pH dipende sia daIla forza dell'acido (o della base) sia daIla sua concentrazione. La concentrazione di H+ di una soluzione di un ACIDOFORTE è uguale alla concentrazione dell'acido stesso, in quanto totalmente dissociato! [HCI] = 10-3 M [H+ ] = 10-3 pH=3 [HCI] = 10-2 M [H+ ] = 10-2 pH=2 [HCI] = 10-5 M [H+ ] = 10-5 pH=5
Nel caso di acidi deboli, poichè NON completamentedissociati, la [H+] e minore della concentrazione dell'acido. A PARITÀ DI CONCENTRAZIONE LA SOLUZIONE DI UN ACIDO DEBOLE E MENO ACIDA DI QUELLA DI UN ACIDO FORTE!!! Una soluzione acquosa 0,001 M di acido acetico(acido debole) ha pH: A) Maggiore di 3 B) 3 C) Minore di 3 D) 10-3 E) 103
Una soluzione di acido formico 0,1 M ( Ka =4,8 *10-5) è:A) Più acida di una soluzione 0,1 M di acido cloridricoB) Meno acida di una soluzione 0,1 M di acido cloridricoC) Acida come una soluzione 0,1 M di acido cloridricoD) Neutra E) Basica Una soluzione di acido acetico 0,1 M (Ka = 1,8*10-5) è: A) meno acida di una soluzione 0,1 M di acido cloridricoB) acida come una soluzione 0,1 M di acido cloridricoC) neutra D) basica E) più acida di una soluzione 0,1 M di acido cloridrico
Se una soluzione acquosa di un acido monoprotico ha pH 3 econtiene 0,001 mol di acido per litro, si può essere certi cheessa: A) contiene un acido debole B) contiene un acido forte C) È un sistema tampone D) contiene un acido organico E) contiene un acido poco dissociato Se la soluzione acquosa 0,1 M di una sostanza ha un pH uguale4,5 la sostanza in soluzione e: A) un acido forte B) un acido debole C) una sostanza neutra D) una base di Lewis E) una base debole
Quale delle seguenti soluzioni ha pH maggiore?A) NaOH 10-4 M B) NaOH 0,1 M C) NaOH 0,01 M D) NaOH 10-3 M E) NaOH 1 M Quale delle seguenti soluzioni è quella più basica?A) KOH 0,01 M B) KOH 0,1 M C) NaOH 1 M D) NaOH 10-3 M E) LiOH 10-4 M
Indicare il valore di pH di una soluzione 1 M di HClO4a 25° C : A) 1 B) 0 C) 10 D) -1 E) 7 La soluzione di un acido forte: A) ha pH maggiore di pOH B) ha pOH molto minore di 7 C) ha pOH poco minore di 7 D) ha pOH maggiore di quello di una soluzione di un acido debole ad uguale concentrazione E) ha pOH minore di quello di una soluzione di un acido debole ad uguale concentrazione
Una soluzione acquosa 0,0001 M di un acido debolepresenta una concentrazione di ioni idronio: A) 10-3M B) 10-4 M C) minore di 10-4M D) maggiore di 10-2 M E) 10-2M La soluzione acquosa 0,001 M di un acido ha pH = 4. Il soluto è sicuramente: A) un acido forte B) un acido debole C) un acido biprotico D) un acido triprotico E) un acido organico
L'acido nitrico è forte, l'acido nitroso è debole; il pH di una soluzione acquosa di acido nitroso risulteràsicuramente maggiore di quello di una soluzione acquosa di acido nitrico: A) se le due soluzioni hanno la stessa concentrazioneB) sempre C) se la soluzione di acido nitroso e più concentrata di quella di acido nitrico D) Mai E) se le due soluzioni si trovano alla stessa temperaturaLa forza di un acido, per lo stesso atomo centrale, aumentaall'aumentare del numero di atomi di ossigeno: HNO2 (Ac. Nitroso, DEBOLE) - HNO3 (Ac. Nitrico, FORTE) H2SO3 (Ac. Solforoso, DEBOLE) H2SO4 (Ac. Solforico, FORTE)
Individuare la successione corretta che ordina, in base al pH crescente, le seguenti soluzioni acquose: a) NH3 0,1 M b) HNO3 0,1 M c) KOH 0,1 M d) HNO3 0,001M e) HCl 1 M A) c, a, d, e, b B) e, b, a, c, d C) e, b, d, c, a D) e, b, d, a, c E) a, c, d, b, e
1. 0,2 mol dm-3 HCl 2. 0,1 mol dm-3 HNO3 3. 0,2 mol dm-3 H2SO4 4. 0,1 mol dm-3 CH3COOH Quale delle seguenti opzioni rappresenta la sequenza delle soluzioni in ordine crescente di pH (da sinistra a destra)? A) 4,2,1,3 B) 1,3,2,4 C) 2,4,1,3 D) 4,3,1,2 E) 3,1,2,4
Quale delle seguenti espressioni matematiche mostra come calcolare il pH di una soluzione acquosa di acido solforico 0,002 M? A) pH = -log10 0,004 B) pH = log10 0,004 C) pH = - log10 0,001 D) pH = log10 0,002 E) pH = -log10 0,002
A quale dei valori indicati sotto si avvicina di più il pH di una soluzione acquosa di NaOH 10-8 M? A) 7 B) 8 C) 6 D) 9 E) non si può dire
ANFOLITI • Alcune sostanze si comportano sia da acidi che da basi. • In genere in acqua si comportano contemporaneamente da acido e da base. H2CO3 H2SO 4
NaHCO3 (s) = Na+ (aq) + HCO3 - (aq) • HCO3 - (aq)+ H2O = H3O+ (aq) + CO3 -2 (aq) • HCO3 - (aq) + H2O = H2CO3 (aq) + OH- (aq) Lo ione bicarbonato è un ANFOLITA, e in acqua si comporta sia da acido che da base
II "bicarbonato" che utilizziamo per neutralizzare I'aciditàgastrica e: A) K2CO3 B) Na2CO3 C) KHCO3 D) NaHCO3 E) K Quale e la reazione che avviene nello stomaco a seguitodella ingestione di bicarbonato di sodio come antiacido?A) Na2CO3 + HCl = Na2Cl + CO2 + OH- B) NaHCO3 + HCl = NaCI + CO2 + H2O C) Na2CO3 + 2HCI = 2NaClO3 + CO + HO D) NaH2CO3 + HCl = NaCI + H3CO3 E) NaHCO3 + HCl = NaCIO + CO2 + H2
II bicarbonato di sodio NaHCO3 in soluzione si comporta come: A) una base debole B) un acido debole C) una base forte D) un acido forte E) un sale assolutamente neutro Quando si scioglie in acqua il bicarbonato di sodio (NaHCO3 ) si forma una soluzione: A) debolmente basica B) eterogenea C) neutra D) debolmente acida E) fortemente acida
Quando si scioglie in acqua I'idrogenocarbonato (obicarbonato) di sodio NaHCO3 , la soluzione risultante e: A) effervescente B) debolmente basica C) neutra D) debolmente acida E) fortemente acida Il bicarbonato di sodio sciolto in acqua da una soluzione: A) basica in quanto il sale e formato da uno ione a carattere basico e uno a carattere neutro B) acida in quanto il sale e formato da uno ione a carattere acido e uno a carattere neutro C) neutra in quanto il sale e formato da due ioni a carattereneutro D) leggermente acida trattandosi di un sale acido E) neutra con liberazione di CO2