Ho una forte acidità di stomaco! Quanto mi brucia lo stomaco! Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche Prof. Alessandro De Robertis Chimica Acidità e Basicità nella Vita Quotidiana Prof. Alessandro De Robertis Prof.ssa Claudia Foti Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Nella vita di tutti i giorni certi alimenti di uso comune quali l’aceto, il succo di limone, lo yogurt presentano un tipico sapore aspro, che viene definito genericamente acido Acido acetico Acido citrico Acido lattico Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Ipoclorito di sodio o candeggina Vi sono altre sostanze con caratteristiche differenti dette basi o alcali e tra esse Bicarbonato di sodio Ammoniaca Potassa Ipoclorito di sodio o candeggina Idrossido di sodio Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Nel nostro organismo sono presenti sia sostanze acide sia sostanze basiche. Nello stomaco viene secreto acido cloridrico (HCl); il sangue e la bile sono leggermente basici. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Anche gli ossidi di azoto (NOx) e di zolfo (SOx) sono sostanze di natura acida. Essi si originano nella combustione del carbone e delle benzine (centrali termoelettriche, impianti di riscaldamento, gas di scarico). Essi diffondono nell’atmosfera, reagiscono con l’ossigeno e l’acqua presenti nell’aria, ricadono al suolo come H2SO4 e HNO3, producendo le piogge acide. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Alcuni esempi di prodotti di uso giornaliero con differente acidità Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Parliamo allora un poco della chimica degli acidi e delle basi? Dobbiamo cominciare dall'acqua, poichè in essa è compresa sia la funzione acida che quella basica Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica PRIMA CONSIDERAZIONE: L'acqua, allo stato liquido, è costituita da molecole unite da legami a idrogeno, in una situazione dinamica, in cui cioè tali legami si formano e si rompono continuamente Angoli H-H > 90° In verde i legami covalenti In rosso i legami a idrogeno Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica SECONDA CONSIDERAZIONE: Una parte molto piccola di molecole è dissociata secondo la reazione: H2O  H+ + OH- Dalla reazione possiamo dedurre che il numero totale dei protoni H+ sarà sempre uguale a quello degli ioni idrossido OH- Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

E’ stato trovato che, a 25 °C, il prodotto tra le concentrazioni del protone (o idrogenione) e dello ossidrilione è costante Kw = [ H+] x [ OH-] = 1 x 10-14 PRODOTTO IONICO DELL’ACQUA Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

L’acqua e gli equilibri Alcune (ovvie) considerazioni: L’acqua pura è neutra poiché [ H+] = [OH-] [H+] = [OH-] = 10-7 Una soluzione acquosa in cui [H+] > [OH-] è acida [H+] < [OH-] è basica Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica I LOGARITMI Il logaritmo in base a di b è x, poiché x è l'esponente da dare ad a per ottenere b loga b = x poichè ax = b Esempio:   log10 100 = 2 poichè 102 = 100 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Per scrivere [H+] = 0,001 moli/l, utilizziamo la notazione pH. Per esprimere in modo più semplice la concentrazione del protone H+, si usa la notazione pH pH = -log10 [H+] Per scrivere [H+] = 0,001 moli/l, utilizziamo la notazione pH. Il log10 di 0,001 = -3 ed il pH = 3 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Corrispondenza tra molarità di H+ e pH 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 [OH-] pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Neu-tro Acidità crescente Basicità crescente Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Come si misura il pH di una soluzione? *** per una misura manuale gli indicatori acido-base *** per una misura strumentale il pH-metro Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Indicatore Universale Gli INDICATORI (di acidità) sono sostanze organiche che cambiano colore per uno specifico valore di pH. La fenolftaleina a pH < 8 è incolore mentre a pH > 10 è di color rossa. Il pH di “viraggio del colore” è compreso tra 8 e 10 Indicatore Universale Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica UNA MAGIA?                         Proviamo a fare un esperimento che coinvolge la fenolftaleina In un becker, versate 100 ml d'acqua e 3 gocce di fenolftaleina. Si ottiene una soluzione incolore, i cui aspetto continua ad essere del tutto simile all'acqua. Cosa è successo?: il pH dell’acqua è circa 6 e quindi è “acido”. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Il fatto che da liquidi incolori nasca un liquido colorato è già qualcosa di strano, ma vederlo tornare incolore semplicemente aggiungendo ancora un liquido incolore come l'aceto è qualcosa che stupisce davvero. Bisogna però evitare di far credere ai ragazzi che la scienza sia qualcosa di magico. Quindi, dopo qualche secondo che la meraviglia si è impadronita dei ragazzi, bisogna spiegare loro che quello che hanno visto non ha niente a che fare con la magia, ma che ha delle precise ragioni chimiche.

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Aggiungere ora ammoniaca (attenzione ai vapori!) Ad un certo punto, la soluzione diventerà di colore porpora! Non è strano che si formi un colore, anche se stiamo usando liquidi incolori e trasparenti come l’acqua? Spiegazione: il pH della soluzione è diventato alcalino e l’indicatore è “virato” Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Ora, al liquido porpora ottenuto aggiungiamo gocce d'aceto. Che cosa succede? Il liquido torna ad essere incolore!     Spiegazione: L’aceto ha neutralizzato l’alcalinità dell’ammoniaca riportando la soluzione a pH acido Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica COMMENTO… Il fatto che da liquidi incolori si formi un liquido colorato è già qualcosa di strano, ma vederlo tornare incolore semplicemente aggiungendo ancora un liquido incolore come l'aceto è qualcosa che stupisce davvero. Bisogna però evitare di credere (e far credere ai ragazzi) che la Scienza sia qualcosa di magico. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Determinazione Sperimentale del pH Per misure approssimate si usa la Cartina Indicatore Universale. Essa contiene una mescolanza di indicatori aventi differenti pH di viraggio. Il pH si apprezza valutando il colore assunto dalla cartina bagnata con una goccia dell’analita. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Per misure accurate si utilizza uno strumento chiamato pH-metro Determinazione Sperimentale del pH Per misure accurate si utilizza uno strumento chiamato pH-metro Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Determinazione Sperimentale del pH Il pH-metro è un millivoltmetro elettronico che rileva la differenza di potenziale tra due elettrodi: **quello indicatore, sensibile alla [H+]; esso assume un potenziale funzione dell’acidità della soluzione **quello di riferimento a potenziale costante **un microprocessore che converte i mV in unità pH Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Proviamo a fare qualche semplice misura sperimentale del pH? Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

cartina indicatore universale Misuriamo e confrontiamo il pH di alcuni campioni reali utilizzando prima la cartina indicatore universale e poi il pH-metro Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Cartina Indicatore Universale Misura con la Cartina Indicatore Universale Scegliere il campione Prelevarne una piccola goccia con la punta di una bacchetta di vetro Collocare la goccia sulla cartina Valutare per confronto il pH del campione Annotare il risultato Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Misura con il pH-metro Scegliere il campione e prelevarlo in un beker Prendere gli elettrodi, sciacquarli con acqua distillata e asciugarli Inserire gli elettrodi nella soluzione ed agitare Dopo alcuni secondi leggere il valore del pH Estrarre gli elettrodi, sciacquarli e riporli nel contenitore Annotare il risultato Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Proviamo a misurare quanto è acido quell’aceto? Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica L'aceto è una sostanza che contiene dal 4 al 6% di acido acetico Titolare un aceto significa determinare il suo contenuto in acido acetico In questo esperimento, riprodurremo la procedura di titolazione dell'aceto Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O Reazione chimica: CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O Ricordate che in acqua l'acido acetico è dissociato parzialmente negli ioni CH3COO- e H+, e l'idrossido di sodio è dissociato totalmente negli ioni Na+ e OH- Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Principio del metodo 1) Al campione d'aceto da titolare si aggiungono alcune gocce di fenolftaleina (indicatore). 2) Si farà gocciolare lentamente nel liquido NaOH 0,1M. 3) Quando il pH della soluzione arriva al “punto di equivalenza ” la fenolftaleina cioè da incolore diventerà porpora. virerà Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Appena la soluzione “virerà”, si prenda nota del volume di NaOH 0,1M che è stato utilizzato. Dal momento che conosciamo il volume e la concentrazione dell'idrossido aggiunto, con semplici calcoli potremo conoscere anche la concentrazione dell'aceto. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica In laboratorio Attrezzatura necessaria Volume utilizzato Viraggio Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica PROCEDURA - versate 1,5 ml di aceto in un becker; - diluite con circa 50 ml di acqua distillata; - aggiungete 3 gocce di fenolftaleina; - riempite una buretta con una soluzione 0,1 M di idrossido di sodio ed azzeratela; - mettete il contenitore della soluzione da titolare sotto la buretta; - fate gocciolare lentamente la soluzione di idrossido nella soluzione da titolare e mescolate; - al viraggio chiudete il rubinetto della buretta ed annotare il volume di NaOH utilizzato. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O Conosciuto il volume di NaOH utilizzato, come facciamo a risalire alla quantità di acido acetico presente nell’aceto? Ricordardiamo la reazione di neutralizzazione CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O dalla quale si deduce che per ogni mole di acido acetico è necessaria una mole di NaOH. Ne deriva che conoscendo le moli di NaOH utilizzate, si conoscono anche le moli di CH3COOH titolate Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica CALCOLI Immaginate che per neutralizzare il campione d'aceto siano stati necessari 14,5 ml di soluzione titolante di NaOH 0,1M. Dal momento che la quantità di molecole di acido neutralizzate e la quantità di molecole di NaOH utilizzate è uguale, il numero di moli presenti nell'idrossido gocciolato è pari a quello delle moli di acido acetico presenti nella soluzione da titolare. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica Applicando quanto prima descritto: Il numero di moli di NaOH usate è (n.moli = molarità x volume): n.moli = 0,1 x 0,0145 = 0,00145 Questo è il numero di moli presente nella quantità di NaOH utilizzata e di conseguenza il numero di moli di acido acetico presenti nella soluzione titolata, cioè 1,5 ml. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

La molarità dell'aceto è calcolata con Dobbiamo calcolare la molarità dell’aceto, cioè le moli in 1 litro (avevamo titolato 1,5 ml). Bisogna fare un ulteriore calcolo. La molarità dell'aceto è calcolata con V1 : M1 = V2 : Mx V1 = ml aceto (1,5 ml = 0,0015 litri); M1 = moli presenti in V1 (0,00145); V2 = volume di riferimento (1 litro); Mx = moli in un litro (da calcolare). Mx = M1 x V2 / V1; Mx = 0,00145 x 1000 / 1,5 = 0,97 Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

si moltiplica il numero delle moli per la massa molecolare relativa Se si vuole conoscere la concentrazione di acido acetico in termini di g/l, si moltiplica il numero delle moli per la massa molecolare relativa all'acido acetico, che è pari a 60. Conc =  numero di moli x 60 Conc = 0,97 x 60 = 58 g/l In termini percentuali corrisponde ad una concentrazione del 5,8 %. Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

Progetto Lauree Scientifiche - Chimica ATTENZIONE !!! Se volessimo sviluppare l’esperimento in maniera più completa, inseriamo nella soluzione gli elettrodi del pH-metro elettronico e se ne misura il pH. Si osservano modeste variazioni durante tutta la titolazione ed un brusco salto di pH al viraggio dell’indicatore, che indica la completezza della titolazione Progetto Lauree Scientifiche - Chimica

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