ACIDI E BASI ARRHENIUS (1884) ACIDO: sostanza che (in H 2 O) aumenta la concentrazione di H + BASE: sostanza che (in H 2 O) aumenta la concentrazione di OH - LOWRY-BRØNSTED (~1930) ACIDO: sostanza che cede ioni H + BASE: sostanza che cede ioni OH - LEWIS ( ) ACIDO: specie che può formare un nuovo legame covalente accettando un doppietto di elettroni BASE: specie che può formare un nuovo legame covalente donando un doppietto di elettroni

H 2 O + HA H 3 O + + A - [H 3 O + ][A - ] K a = [H 2 O]= costante [HA] pK a = -log K a EQUILIBRIO ACIDO-BASE K a : costante di dissociazione acida L’acqua è usata come riferimento per la scala di forza degli acidi secondo Bronsted

pKa = -log Ka Valori più piccoli di pKa indicano acidi più forti Si usa il pK a per descrivere la forza degli acidi perché è un numero senza esponente e quindi di più facile lettura; permette un confronto immediato tra acidi.

FATTORI DI STABILIZZAZIONE Risonanza Elettronegatività Tipo di atomi Ibridizzazione Effetti induttivi Carica Solvatazione HA A-A- Studio dei fattori che diminuiscono l’energia della base coniugata e quindi la stabilizzano. La stabilità della base coniugata rende l’acido più forte.

EFFETTO DELL’ELETTRONEGATIVITA’ SULL’ACIDITA’ Aumenta l’elettronegatività pKa Aumenta l’aciditàAnioni più stabilizzati

HCl +H 2 OH 3 O + (acq) +Cl - (acq) NaOH +H 2 O Na + (acq) + OH - (acq) H 3 N | + H 3 O + H-O-H + NH 4 +

Il ΔG di una reazione dipende dai parametri chimici e fisici (ΔG°) ma anche dalle concentrazioni delle specie reagenti (principio dell’equilibrio mobile di Le Chatelier). Equilibrio: aA + bB = cC + dD [C] c [D] d ΔG = ΔG° + RT ln ___________ Nota bene: Concentrazioni non all’equilibrio [A] a [B] b Per [A]=[B]=[C]= D]=1 ΔG = ΔG° Variazione standard di Energia Libera è f(Reazione) e costante a P e T costanti. Stato standard: 298°K - 1 Atm - Concentrazioni unitarie All’equilibrio: ΔG = 0 da cui: [C] eq c [D] eq d ΔG° = - RT ln ______________ Nota bene: Concentrazioni all’equilibrio [A] eq a [B] eq b ΔG° = - RT lnK eq = log 10 K eq (Kcal/mol) ΔG° = Kcal/mol K eq = 10 4 ΔG° = 0 Kcal/mol K eq = 1 ΔG° = Kcal/mol K eq = 10 -4

AB ΔG° = -1,36log K eq K eq B (%)A(%)ΔG° 0,00010,0199,99+5,46 0,010,9999+2,73 0,19,190,9+1,36 0, , , , , ,99,1-1, ,99-2, ,90,1-4, ,990,01-5,

ACIDOBASE CONIUGATA BASEACIDO CONIUGATO H3O+H3O+ H20H20OH - H20H20 H20H20 H20H20 H3O+H3O+ NH 4 + NH 3 NH 2 - NH 3 NH 2 - NH 3 NH 4 + CH 3 OH 2 + CH 3 OHCH 3 O - CH 3 OH CH 3 NH 3 + CH 3 NH 2 CH 3 S - CH 3 SH HClCl - HCl

TUTTI GLI EQUILIBRI ACIDO-BASE EVOLVONO VERSO LA FORMAZIONE DEGLI ACIDI E DELLE BASI CONIUGATE PIU’ DEBOLI H 2 SO 4 +H 2 0H HSO 4 - HCl + NH 3 NH 4 + +Cl - NH 4 + +OH - H NH 3 Acido più forte Acido più debole Acido debole Acido più debole Base più forte Base più debole

CH 3 COOH+CN - CH 3 COO - +HCN pK a =4,76 K a =1,74*10 -5 pK a =9,31 K a =4,9* K eq = K a acido acetico K a acido cianidrico = 1,74* ,9* =3,55*10 4 ACIDOBASEpKa ETANOCH 3 CH 3 CH IDROGENOH2H2 H-H- 35 AMMONIACANH 3 NH ACETILENEHCCHHCC - 25 ETANOLOC 2 H 5 OHC2H5O-C2H5O- 15,9 ACQUAH2OH2OHO - 15,7 FENOLOPhOHPhO - 9,95 AC. ACETICOCH 3 COOHCH 3 COO - 4,76