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Acidi e basi pH di acidi forti pH di acidi deboli Grado di dissociazione K a K b =K w pH di soluzioni saline Titolazione acido-base Acidi e basi poliprotici.

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1 Acidi e basi pH di acidi forti pH di acidi deboli Grado di dissociazione K a K b =K w pH di soluzioni saline Titolazione acido-base Acidi e basi poliprotici Equilibri simultanei Soluzioni tampone

2 Titolazioni acido-base 1. Titolazione di una base forte con un acido forte 1.Punto Equivalente 2.pH del punto equivalente 3.Come varia il pH durante la titolazione Casi diversi 2. Titolazione di una base forte con un acido debole 2bis. Titolazione di una base debole con un acido forte 3. Titolazione di una base debole con un acido debole

3 Titolazione acido-base Titolare significa determinare la esatta concentrazione di una sostanza a concentrazione (titolo) ignoto Per Titolare una sostanza occorre fare una reazione QUANTITATIVA con un’altra sostanza a concentrazione (titolo) noto

4 Titolazione acido-base Titolare significa determinare la esatta concentrazione di una sostanza a concentrazione (titolo) ignoto HA H + + A - BOH B + + OH - H2O H + + OH - H + + OH - H2OH2O K w =10 -14

5 Titolazione acido-base Titolare significa determinare la esatta concentrazione di una sostanza a concentrazione (titolo) ignoto HA H + + A - BOH B + + OH - H2O H + + OH - H + + OH - H2OH2O K w = Moli H + = Ca x Va Moli OH - = Cb x Vb

6 Titolazione acido-base Si ha il PUNTO EQUIVALENTE Qunado le moli di H+ provenienti dall’acido sono uguali alle moli di OH- provenienti dalla base H + + OH - H2OH2O M a x V a = M b x V b IL PUNTO EQUIVALENTE è INDIPENDENTE dal fatto che acido o base siano forti o deboli Per quanto deboli possano essere l’acido o la base, la reazione di formazione di H 2 O sarà spostata a destra in modo QUANTITAVO.

7 pH del punto equivalente H + + OH - H2OH2O M a x V a = M b x V b Acido Forte HCl + Base forte NaOH Sale in soluzione: NaCl Né lo ione Na+ ne lo ione Cl- hanno proprietà acido-base significative, pertanto il pH del punto equivalente è 7.

8 pH del punto equivalente H + + OH - H2OH2O M a x V a = M b x V b Acido Forte HCl + Base debole NH 3 Sale in soluzione: NH 4 Cl Lo ione Cl- non ha proprietà acido-base significative Lo ione NH 4 + è un acido debole (acido coniugato di base debole NH3), pertanto il pH del punto equivalente è < 7.

9 pH del punto equivalente H + + OH - H2OH2O M a x V a = M b x V b Acido Debole HCN + Base forte NaOH Sale in soluzione: NaCN Lo ione Na+ non ha proprietà acido-base significative Lo ione CN - è una base debole (base coniugata di acido debole HCN), pertanto il pH del punto equivalente è > 7.

10 Es: NH 4 Cl Acido debole No base pH acido Sale di acido forte e base debole NH H 2 ONH 3 + H 3 O + Cl - + H 2 OHCl + OH -    K b <1x K a =5.5x10 -10

11 Sale di acido forte e base debole NH H 2 O H 3 O + + NH 3 Ka=5.5x K a = [ H 3 O + ] [NH 3 ] [NH 4 + ] x (C S -x) [ H 3 O + ]=x x2x2 CSCS =K a = [ H 3 O + ]=(K a C s ) 1/2

12 Sale di acido forte e base debole [H + ]=(C S K a ) 1/2 K a = acido coniugato della base debole

13 Abbiamo analizzato la situazione al Punto equivalente Cosa succede durante la titolazione? Ovvero come si determina il pH quando si consideranoquantità NON EQUIVALENTI di H + e di OH - ?

14 Titolazioni acido-base A 5.0 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M si aggiungono 10 ml di una soluzione 1x10-2 M di NH 3. Le aggiunte sono fatte 1.0 ml alla volta. Calcolare per ogni aggiunta il valore del pH

15 Titolazioni acido-base 5.0 ml di una Soluzione di HCl 1.0x10 -2 M HCl é acido forte, la reazione di dissociazione acida é completamente spostata a destra HCl H + + Cl - [H + ] = 1.0x M pH =-log ( 1x ) =2 Moli H + =Ca x Va

16 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 1ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione H + + OH - H 2 O Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 1.0x10 -5

17 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 1ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione H + + OH - Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 1.0x x x10 -5

18 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 1ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione H + + OH - H 2 O Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 1.0x x x10 -5

19 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 1ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione H + + OH - H 2 O Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 1.0x x x

20 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 1ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione H + + OH - H 2 O La concentrazione in soluzione degl ioni H + é quella iniziale meno quelli che hanno reagito con OH - per formare acqua [H + ] = (5,00x10 -3 ) 1x (1,00x10 -3 ) 1x = 6,67x10 -3 pH =-log ( 6,67x ) =2,2 (5,00x10 -3 ) + (1,00x10 -3 ) Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 1.0x10 -5

21 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 2ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 2.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

22 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 2ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 4.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

23 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 5ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - H + + OH - H 2 O ! Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 5.0x10 -5

24 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 5ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - H + + OH - ! Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 5.0x x10 -5

25 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 5ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - H + + OH - H 2 O Quando l’aggiunta di base é pari alla concentrazione in soluzione degl ioni H + TUTTI gli ioni H+ in soluzione reagiscono con gli OH- provenienti dalla base e la TITOLAZIONE GIUNGE AL PUNTO EQUIVALENTE ! Il pH? Cosa c’é in soluzione ?

26 Titolazioni acido-base Al punto EQUIVALENTE, tutto l’acido é stato neutralizzato dalla base in soluzione rimangono solamente I controioni di acido e base, ovvero Na + e Cl - dal momento che tutti gli H + e tutti gli OH - hanno reagito in modo quantitativo per formare H 2 O H + + OH - H 2 O La concentrazione degli ioni H+ dipende solo dall’equilibrio di autoprotolisi dell’acqua, pertanto [H + ] = [OH - ] =10 -7 pH = pOH =7

27 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 6ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 6.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

28 Titolazioni acido-base Cosa accade se continuo ad aggiungere NaOH 1x M, facendo aggiunte di 1ml alla volta? H + + OH - H 2 O HCl H + + Cl - 5 ml HCl 1x M Ioni H + provenienti da acido = 5,00x x 1x10 -2 NaoH Na + + OH - 6 ml NaOH 1x M Ioni OH - provenienti da base = 6,00x x 1x10 -2 [OH - ] = (6,00x10 -3 ) 1x (5,00x10 -3 ) 1x (6,00x10 -3 ) + (5,00x10 -3 ) = 9,1x10 -4 pOH =-log ( 9,1x ) =3,0 pH =11,0

29 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 7ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 7.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

30 Titolazioni acido-base H + + OH - H 2 O HCl H + + Cl - 5 ml HCl 1x M Ioni H + provenienti da acido = 5,00x x 1x10 -2 NaoH Na + + OH - 7 ml NaOH 1x M Ioni OH - provenienti da base = 7,00x x 1x10 -2 [OH - ] = (7,00x10 -3 ) 1x (5,00x10 -3 ) 1x (7,00x10 -3 ) + (5,00x10 -3 ) = 1,7x10 -3 pOH =-log ( 1,7x ) =2,8 pH =11,2

31 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 10ml di NaOH 1x M HCl H + + Cl - NaOH Na + + OH - Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 10.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

32 Titolazioni acido-base H + + OH - H 2 O HCl H + + Cl - 5 ml HCl 1x M Ioni H + provenienti da acido = 5,00x x 1x10 -2 NaoH Na + + OH - 10 ml NaOH 1x M Ioni OH - provenienti da base = 10,00x x 1x10 -2 [OH - ] = (10,00x10 -3 ) 1x (5,00x10 -3 ) 1x (10,00x10 -3 ) + (5,00x10 -3 ) = 3,3x10 -3 pOH =-log ( 3,3x ) =2,5 pH =11,5

33 Titolazioni acido-base

34 L’effetto sul pH della aggiunta di una base ad una souzione acida NON é lineare! Fintanto che c’é un eccesso di ioni H +, LA SOLUZIONE E’ ACIDA ed il pH si calcola considerando la presenza di un ACIDO FORTE in soluzione Nel momento in cui tutto l’eccesso di H+ é neutralizzato, il pH diventa subito neutro (pH=7) La prima aggiunta successiva, anche molto piccola di base, fa diventare la soluzione BASICA ed il pH deve essere calcolato considerando la presenza in soluzione di una BASE FORTE

35 Titolazioni acido-base Ripetiamo l’esperimento considerando sempre un acido forte ma consideriamo l’aggiunta di unaBASE DEBOLE

36 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 1ml di NH 3 1x M HCl H + + Cl - NH 3 NH OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 1.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

37 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 3ml di NH 3 1x M HCl H + + Cl - NH 3 NH OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 3.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x x x10 -5

38 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 5ml di NH 3 1x M HCl H + + Cl - NH 3 NH OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 5.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x10 -5 ?

39 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 5ml di NH 3 1x M HCl H + + Cl - NH 3 NH OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 5.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x10 -5 ?

40 Titolazioni acido-base Al punto EQUIVALENTE, tutto l’acido é stato neutralizzato dalla base in soluzione rimangono solamente I controioni di acido e base, ovvero NH 4 + e Cl - dal momento che tutti gli H + e tutti gli OH - hanno reagito in modo quantitativo per formare H 2 O H + + OH - H 2 O La reazione qui sotto indicata NON puo’ essere trascurata perché l’acido coniugato di una base debole é un acido debole e la sua reazione acida deve essere considerata NH H 2 O NH 3 + H +

41 Titolazioni acido-base Il pH é determinato proprio dalla reazione acida dello ione NH 4 + x [H + ] = ( C s x K a ) ½ = 5x10 -3 x 1x10 -2x (5x x10 -3 ) Da un punto di vista numerico, il problema si affronta come quello di una soluzione di NH 4 Cl, che dipende dalla concentrazione del sale e dall a Ka dello ione ammonio l pH é determinato proprio dalla reazione acida dello ione NH x ( ) 1/2 = 1,66x10 -6 pH = log ( 1,66 x ) = 5,78

42 Titolazioni acido-base

43 Pero’… attenzione a cosa succede quando, nel caso precedente, si continua ad aggiungere una base debole

44 Titolazioni acido-base 5 ml di una Soluzione di HCl 1x10 -2 M Aggiungo 5ml di NH 3 1x M HCl H + + Cl - NH 3 NH OH - Gli OH - che si formano dalla dissociazione basica reagiscono COMPLETAMENTE con l’ ECCESSO di acido forte per andare a formare H 2 O secondo la reazione Moli H + =Ca x Va = 5.0x10 -5 Moli OH - =Cb x Vb = 5.0x10 -5 H + + OH - H 2 O 5.0x10 -5

45 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++

46 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Quando aggiungo ancora 1 ml di NH 3 non ci sono piu’ H + da neutralizzare. Poiché NH 3 é una base debole, NH 3 in eccesso non é completamente spostato a destra, coem nel caso di una agiunta di NaOH

47 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Quando in soluzione abbiamo contemporaneamente NH 3 e NH 4 +, ciascuno dei due equilibri sposta verso sinistra l’altro

48 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Kb= [NH 4 + ] [OH - ] [NH 3 ] = 5x10 -3 x 1x10 -2 [OH - ] (5x x10 -3 ) 1x10 -3 x 1x10 -2 (5x x10 -3 ) 1,8x10 -5 [OH - ] = 3,6 x10 -6 pOH = 5,44pH = 8,56

49 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Kb= [NH 4 + ] [OH - ] [NH 3 ] = 5x10 -3 x 1x10 -2 [OH - ] (5x x10 -3 ) 2x10 -3 x 1x10 -2 (5x x10 -3 ) 1,8x10 -5 [OH - ] = 7,2 x10 -6 pOH = 5,14pH = 8,86

50 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Kb= [NH 4 + ] [OH - ] [NH 3 ] = 5x10 -3 x 1x10 -2 [OH - ] (5x x10 -3 ) 3x10 -3 x 1x10 -2 (5x x10 -3 ) 1,8x10 -5 [OH - ] = 1,1 x10 -5 pOH = 4,97pH = 9,03

51 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Kb= [NH 4 + ] [OH - ] [NH 3 ] = 5x10 -3 x 1x10 -2 [OH - ] (5x x10 -3 ) 4x10 -3 x 1x10 -2 (5x x10 -3 ) 1,8x10 -5 [OH - ] = 1,4 x10 -5 pOH = 4,84pH = 9,16

52 Titolazioni acido-base NH 3 + H + NH 4 + NH 3 H2OH2O NH 4 + OH - ++ Kb= [NH 4 + ] [OH - ] [NH 3 ] = 5x10 -3 x 1x10 -2 [OH - ] (5x x10 -3 ) 5x10 -3 x 1x10 -2 (5x x10 -3 ) 1,8x10 -5 [OH - ] = 1,8 x10 -5 pOH = 4,74pH = 9,26

53 Titolazioni acido-base

54 La presenza contemporanea di una base debole e della sua base coniugata, contribuisce a rendere il pH della soluzione relativamente stabile ed insensibile rispetto all’aggiunta della base.

55 Soluzioni tampone

56 Una soluzione tampone è una soluzione acquosa dove un acido debole e la sua base coniugata sono contemporaneamente presenti in soluzione Essa serve a MANTENERE COSTANTE IL PH DI UNA SOLUZIONE PER EFFETTO DELLA DILUIZIONE O PER PICCOLE AGGIUNTE DI ACIDO O DI BASE FORTE

57 Soluzioni Tampone: come funziona Consdieriamo una soluzione contenente CH 3 COOH K a = [ CH 3 COO - ][H 3 O + ] [ CH 3 COOH ] CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ KaKa [ CH 3 COO - ] [H 3 O + ] = [ CH 3 COOH ]

58 Soluzioni Tampone: come funziona Consdieriamo una soluzione contenente CH 3 COO - K b = [ CH 3 COOH ][OH - ] [ CH 3 COO - ] CH 3 COO - +H 2 OCH 3 COOH +OH - KbKb [ CH 3 COOH ] [OH - ] = [ CH 3 COO - ]

59 Soluzioni Tampone: come funziona Se mescolo acido e base debole i due equilibri saranno operativi insieme CH 3 COO - +H 2 OCH 3 COOH +OH - CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ K a = ca K b = ca

60 Soluzioni Tampone: come funziona Se mescolo acido e base debole i due equilibri saranno operativi insieme CH 3 COO - +H 2 OCH 3 COOH +OH - CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ K a = [ CH 3 COO - ][H 3 O + ] [ CH 3 COOH ]

61 Soluzioni Tampone: come funziona Se io aggiungo in soluzione una soluzione di CH 3 COOH in concentrazione Ca e di CH 3 COONa, in concentrazione Cs CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ KaKa [ CH 3 COO - ] [H 3 O + ] = [ CH 3 COOH ] CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - acido base

62 Soluzioni Tampone: come funziona La reazione di dissociazione acida di un acido debole in presenza della sua base coniugata sarà ancora piu’ spostata a sinistra, perché siamo in presenza di un prodotto Di fatto si puo’ considerare che la reazione è completamente spostata a sinistra e che la concentrazione di CH3COOH all’equilibrio è interamente data dalla concentrazione stechiometrica dell’acido di partenza

63 Soluzioni Tampone: come funziona Anche La reazione basica della base debole coniugata è completamente spostata a sinistra, perché siamo in presenza di un prodotto, ovvero dell’acido coniugato Quindi la concentrazione di CH3COO- all’equilibrio è interamente data dalla concentrazione stechiometrica del sale di partenza

64 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ KaKa [ CH 3 COO - ] [H 3 O + ] = [ CH 3 COOH ] CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - [ CH 3 COOH ]= Ca [ CH 3 COO - ] =Cs KaKa Ca [H 3 O + ] = Cs

65 Soluzioni Tampone KaKa Ca [H 3 O + ] = Cs Effetto della diluizione

66 Soluzioni Tampone KaKa Ca [H 3 O + ] = Cs C’a=Ca/10 C’s=Cs/10 KaKa C’a [H 3 O + ] = C’s = Ca/10 Cs/10 = Ca Cs

67 Soluzioni Tampone KaKa Ca [H 3 O + ] = Cs Se la soluzione tampone viene diluita o concentrata, il rapporto Ca/Cs non cambia e quindi il pH rimane cost.

68 Soluzioni Tampone KaKa Ca [H 3 O + ] = Cs Effetto della aggiunta di acido o base forte in piccole* quantità Piccole=minore di Ca o Cs

69 Soluzioni Tampone Aggiungo Acido forte C 0 HCl HClH + + Cl -

70 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ Aggiungo Acido forte C 0 HCl [ CH 3 COOH ]= Ca HClH + + Cl -

71 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ Aggiungo Acido forte C 0 HCl [ CH 3 COOH ]= Ca+ C 0 HCl HClH + + Cl -

72 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ Aggiungo Acido forte C 0 HCl [ CH 3 COOH ]= Ca+ C 0 HCl HClH + + Cl - [ CH 3 COO - ]= Cs- C 0 HCl

73 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ KaKa [ CH 3 COO - ] [H 3 O + ] = [ CH 3 COOH ] CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - KaKa Ca + C 0 HCl [H 3 O + ] = Cs- C 0 HCl [ CH 3 COOH ]= Ca+ C 0 HCl [ CH 3 COO - ]= Cs- C 0 HCl Aggiungo Acido forte C 0 HCl

74 Soluzioni Tampone Aggiungo Base forte C 0 NaOH NaOHNa + + OH -

75 Soluzioni Tampone CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - [ CH 3 COO - ]= Cs Aggiungo Base forte C 0 NaOH NaOHNa + + OH -

76 Soluzioni Tampone CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - [ CH 3 COO - ]= Cs+ C 0 NaOH Aggiungo Base forte C 0 NaOH NaOHNa + + OH -

77 Soluzioni Tampone CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - [ CH 3 COO - ]= Cs+ C 0 NaOH Aggiungo Base forte C 0 NaOH NaOHNa + + OH - [ CH 3 COOH ]= Ca- C 0 NaOH

78 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ KaKa [ CH 3 COO - ] [H 3 O + ] = [ CH 3 COOH ] CH 3 COO - CH 3 COOH +OH - KaKa Ca - C 0 NaOH [H 3 O + ] = Cs+ C 0 NaOH [ CH 3 COOH ]= Ca- C 0 NaOH [ CH 3 COO - ]= Cs+ C 0 NaOH Aggiungo Base forte C 0 NaOH

79 Soluzioni Tampone CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ Aggiungo Acido forte C 0 HCl [ CH 3 COO - ] =Cs- C 0 HCl HClH + + Cl - [ CH 3 COOH ]= Ca+ C 0 HCl CH 3 COOHCH 3 COO - +H3O+H3O+ Aggiungo Base forte C 0 NaOH [ CH 3 COO - ] =Cs+C 0 NaOH NaOHNa + + OH - [ CH 3 COOH ]= Ca- C 0 NaOH

80 Soluzioni Tampone Aggiungo Acido forte C 0 HCl HClH + + Cl - Aggiungo Base forte C 0 NaOH NaOHNa + + OH - KaKa Ca - C 0 NaOH [H 3 O + ] = Cs+ C 0 NaOH KaKa Ca + C 0 HCl [H 3 O + ] = Cs- C 0 HCl

81 Soluzioni Tampone Sommario Proprietà Una soluzione tampone permette di stabilizzare il pH ad valore intorno al valore della pKa Se desidero avere un determinato pH in soluzione, devo trovare la coppia acido-base coniugata che dispone della Ka o Kb adatta Il pH é relativamente INSENSIBILE agli effetti dell’aggiunta di un acido o base forte Il pH é insensibile agli effetti della diluizione Quando uno dei due componenti della coppia A-B si esaurisce, la soluzione tampone cessa di essere tale

82 Soluzioni Tampone Sommario

83 Acidi poliprotici H 2 SO 4 + H 2 O H 3 O + + HSO 4 - HSO H 2 O H 3 O + + SO 4 2- Ka 1 >1 Ka 2 = 2x10 -2 [H+] = [H+] + [H+] Somma degli H+ derivanti da entrambe le dissociazioni acide

84 Equilibri simultanei Una soluzione di H 2 SO 4 in H 2 O equivale ad una soluzione di Acido FORTE (Ka 1 >1) + una soluzione di Acido DEBOLE (Ka 2 = 2x10 -2 ) H 2 SO 4 + H 2 O H 3 O + + HSO 4 - Ka 1 >1 Questo equilibrio è completamente spostato a dx [H + ]=C 0A HSO H 2 O H 3 O + + SO 4 2- Ka 2 = 2x10 -2 K a2 = [ H 3 O + ] [SO 4 2- ] [HSO 4 - ] = (C 0A +x) x (C 0A -x)

85 (torniamo a) Acidi poliprotici Cosa succede se anche la prima dissociazione non è forte (Ka1<1) Es H 3 PO 4 CO 2 SO 2

86 Reazioni acido-base L’equilibrio acido-base del tipo Acido 1 + Base 2 Base 1 + Acido 2 E’ sempre spostato verso la coppia piu’ debole


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