soluzione di un acido debole contienees. ch 3 cooh molte molecole h 2 osolvente molecole ch 3...
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Soluzione di un acido debolecontiene es. CH3COOH
• molte molecole H2O solvente
• molecole CH3COOH indissociate
• pochi ioni CH3COO- dalla dissociazione
• pochi ioni H3O+ dell'acido
• pochissimi ioni OH- dall'acqua
CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+
2 H2O H⇆ 3O+ + OH-
Costante di acidità
CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+
HA + H2O A⇆ - + H3O+
pKa = - log Ka
per l'acido acetico: Ka = 1,8 10-5
pKa = 4,75
][
]][[ 3
HA
AOHKa
Costante di basicità
NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH-
B + H2O HB⇆ + + OH-
pKb = - log Kb
per l'ammoniaca: Kb = 1,8 10-5
pKb = 4,75
][
]][[
B
OHHBKb
pH di acidi forti
HCl 0,020 M
• HCl è completamente dissociato
• [H3O+] = 0,020 = 2,0•10-2
• pH = - log [H3O+] = - log 2,0•10-2 =
= - log 2,0 - log 10-2 = 2 - 0,30 =
= 1,70
pH di basi forti
KOH 0,040 M• KOH è completamente dissociato• [OH-] = 4,0•10-2
• pH = - log [H3O+] = - log 2,5•10-13 =
= 13 - 0,40 = 12,60
132
14
3 105,2100,4
100,1
][][
OH
KOH w
pH di un acido debole• CH3COOH conc c0
• CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+
• c0 = [CH3COOH] + [CH3COO-]
• x = [H3O+] = [CH3COO-]
• [CH3COOH] = c0 - x
HA + H2O H⇆ 3O+ + A-
C0 = 0,10 M HA H3O+ A-
composizione iniziale
0,10 0 0
variazione -x x x
composizione finale
0,10 - x x x
segue pH di un acido debole
• CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+
• HA + H2O H⇆ 3O+ + A-
52
3 108,110,0][
]][[
x
x
HA
AOHKa 5
2
108,110,0
x
][103,1108,110,0 335 OHx
• pH = - log [H3O+] = - log 1,3•10-3 = 2,89
Grado di dissociazione
0
][
][][
][
c
A
AHA
A
][
]][[ 3
HA
AOHKa
][][
][
3
OH
K
HA
A a
][][
1
][][
HAAHAA
1][
][
HA
A
%3,1013,010,0
103,1 3
se c0 = 0,10e [A-] = 1,3•10-3
se [H3O+] = Ka allora [A-] = [HA]e le molecole indissociate sono quante quelle
dissociate. α = 0,5
se Ka = 1,8•10-5
pH [H3O+] [A-]/[HA]2,89 1,3•10-3 0,0132,00 1,0•10-2 0,00183,00 1,0•10-3 0,0184,74 1,8•10-5 1
][][
][
3
OH
K
HA
A a
pH di una base debole• metilammina CH3NH2 c0 = 0,20 M
CH3NH2 + H2O CH⇆ 3NH3+ + OH-
B + H2O HB⇆ + + OH-
C0 = 0,20 M B OH- HB+
composizione iniziale
0,20 0 0
variazione -x x x
composizione finale
0,20 - x x x
4106,3][
]][[
B
OHHBKb
segue pH di una base debole4
2
106,320,0
x4
2
106,320,0
xx
][105,8 3 OHx
• pH = - log [H3O+] = - log 1,2•10-12 = 11,93
e approssimando0,20 - x con 0,20
123
14
3 102,1105,8
100,1
][][
OH
KOH w
Indicatori
• cambiano colore col pH
• sono coppie acido-base deboli coniugati HIn - In-
• HIn e In- hanno colore diverso
• si aggiungono in quantità minima: non cambiano [H3O+]
Cambiamento di colore e intervallo di viraggio di alcuni indicatori
Indicatori
][
]][[ 3
HIn
InOHK in
[H3O+] = Kin pH = pKin [HIn] = [In-]
[H3O+] = 10 Kin pH = pKin-1 [HIn] = 10 [In-]
[H3O+] = 1/10 Kin pH = pKin+1 [HIn] = 1/10 [In-]
pKin è il pH a cui il colore viraper pH < pKin-1 colore dell'acidoper pH > pKin+1 colore della base
Keq di acidi e basi coniugati
wba KOHOHCOOCHCOOHCH
OHCOOHCHOHCOOCHKK
]][[]][[
]][][][[3
33
333
][
]][[
3
33
COOHCH
OHCOOCHKa
][
]][[
3
3
COOCH
OHCOOHCHKb
CH3COOH + H2O CH⇆ 3COO- + H3O+
CH3COO- + H2O CH⇆ 3COOH + OH-
a
wb K
KK
b
wa K
KK
pKa + pKb = 14
[AcH] [OH-] Kw 1.0x10-14
[Ac-] Ka 1.8x10-5 = 5.6x10-10 Kb = = =
Idrolisi salina
Soluzione di acetato di sodio AcNa : Ac- , Na+ ; Ac- = base coniugata di AcH
Ac- + H2O AcH + OH-
Calcolo del pH di una soluzione di AcNa C0 = 0.100 M ; Kb ?
Ac- + H2O AcH + OH-
Iniz. 0.100 0 0
Equil. 0.100 – x x x
[OH-] = [AcH] = x
[AcH] [OH-] (x) (x) x2
[Ac-] 0.1 – x 0.1 x = (0.100)(5.6x10-10) = 7.5x10-6 pOH = 5.13 pH = 8.87
Kb = = =