Capitolo 15 - Acidi e basi

Question 1

coppia coniugata acido-base

Answer 1

definita come un acido e la sua base coniugata (è la specie risultante dalla rimozione di un protone dell’acido) o una base e il suo acido coniugato (è il risultato dell’addizione di un protone a una base di brønsted)

Question 2

proprietà acido-base dell’acqua

Answer 2

è un solvente unico
proprietà peculiari nella capacità di agire sia da cide sia da base
è un elettrolita molto debole
ma subisce in piccola parte ionizzazione (reazione chiamata autoionizzazione dell’acqua)

Question 3

prodotto ionico dell’acqua

Answer 3

è il prodotto della concentrazione molare degli ioni H+ e OH- a una determinata temperatura

Question 4

pH

Answer 4

il logaritmo negativo della concentrazione di ione idrogeno (in mol/L)
è una quantità adimensionale
il basso pH (alta acidità) dei succhi gastrici facilita la digestione mentre un più alto pH del sangue è necessario per il trasporto di sangue

Question 5

pOH

Answer 5

scala analoga alla scala di pH pensata usando il logaritmo negativo della concentrazione dello ione ossidrile in soluzione

Question 6

acidi forti

Answer 6

sono elettroliti forti che si suppongono completamente ionizzati in acqua (es. acidi inorganici: acido cloridrico, acido nitrico, acido perclorico, acido solforico)

Question 7

acidi deboli

Answer 7

si ionizzano solo parzialmente in acqua - la limitata ionizzazione è collegata alla costante di equilibrio della ionizzazione (es. acido fluoridrico, acido acetico, ione ammonio)

Question 8

basi forti

Answer 8

sono tutte elettroliti forti che si ionizzano completamente in acqua (es. gli idrossidi dei metalli alcalini e di certi metalli alcalino-ferrosi)

Question 9

basi deboli

Answer 9

sono elettroliti deboli perché solo una piccola frazione delle molecole reagisce (es. ammoniaca)

Question 10

proprietà delle coppie coniugate acido-base

Answer 10

1. se un acido è forte, la sua base coniugata non possiede forza apprezzabile
2. H3O+ è l’acido più forte che può esistere in soluzione acquosa - gli acidi più forti di H3O+ reagiscono con l’acqua per produrre H3O+ e le loro basi coniugate. acidi più deboli di H3O+ reagiscono con l’acqua in maniera minore, per produrre H3O+ e la loro base coniugata
3. lo ione OH- è la base più forte che possa esistere in soluzione acquosa. basi più forti di OH- reagiscono con l’acqua per produrre OH- e i loro acidi coniugati

Question 11

costante di ionizzazione acida

Answer 11

è la costante di equilibrio per la ionizzazione di un acido - possiamo calcolare la concentrazione dello ione idrogeno o il pH di una soluzione di un acido all’equilibrio, data la concentrazione dell’acido e il valore della sua Ka. in alternativa, se conosciamo il pH di una soluzione di un acido debole e la sua concentrazione iniziale, possiamo determinare la sua Ka

Question 12

percentuale di ionizzazione

Answer 12

percentuale di ionizzazione = (concentrazione dell’acido ionizzato all’equilibrio / concentrazione dell’acido iniziale) x 100%
più forte è l’acido, maggiore è la percentuale di ionizzazione
l’entità della ionizzazione di un acido debole dipende dalla concentrazione iniziale dell’acido. più è diluita la soluzione, maggiore è la percentuale di ionizzazione

Question 13

acidi poliprotici

Answer 13

possono fornire più di uno ione idrogeno per molecola - si ionizzano secondo un meccanismo a stadi, ovvero perdono un protone per volta (es. acido fosforico)

Question 14

costante di ionizzazione basica

Answer 14

è la costante di equilibrio della reazione di ionizzazione
la basicità è attribuibile alla coppia solitaria di elettroni sull’atomo di azoto (riferito alla tabella). la capacità della coppia solitaria di elettroni di accettare lo ione H+ fa di queste sostanze delle basi di brønsted

Question 15

relazione tra le costanti di ionizzazione di acidi e basi coniugati

Answer 15

quando due reazioni vengono sommate per dare una terza reazione, la costante di equilibrio della terza reazione è il prodotto delle costanti di equilibrio delle due reazioni sommate
più forte è l’acido, più debole è la base coniugata e viceversa

Question 16

forza dell’acido

Answer 16

è misurata dalla sua tendenza a ionizzarsi
due fattori influenzano l’entità della ionizzazione di un acido: 1. è la forza del legame H–X, più forte è il legame più difficile è per la molecola HX rompersi e quindi più debole è l’acido 2. la polarità del legame H–X, la differenza di elettronegatività tra H e X determina un legame polare - un acido forte è caratterizzato da un alto grado di polarità (es. acidi alogendirci, ossoacidi)

Question 17

acidi alogenidrici

Answer 17

gli alogeni formano una serie di acidi bianari

Question 18

ossoacidi

Answer 18

contengono idrogeno, ossigeno e un altro elemento Z che occupa una posizione centrale
due gruppi:
1. ossoacidi aventi atomi centrali differenti provenienti dal medesimo gruppo della tavola preiodica e che hanno il medesimo numero di ossidazione - la forza degli acidi aumenta aumentando l’elettronegatività dell’atomo
2. ossoacidi che hanno lo stesso atomo centrale ma numeri diversi di specie legate - la forza di un acido aumenta all’aumentare del numero di ossidazione dell’atomo centrale

Question 19

proprietà acido-base dei sali

Answer 19

è un composto ionico formato dalla reazione tra un acido e una base
sono elettroliti che si dissociano completamente in acqua
in qualche caso reagiscono con l’acqua

Question 20

idrolisi salina

Answer 20

la reazione di un anione o di un catione di un sale, o di entrambi, con l’acqua - influisce in genere sul pH di una soluzione

Question 21

sali che danno luogo a soluzioni neutre

Answer 21

i sali che contengono uno ione di un metallo alcalino o uno ione di un metallo alcalino-terroso e la base coniugata di un acido forte non subiscono idrolisi in maniera apprezzabile, e le loro soluzioni possono essere considerate neutre

Question 22

sali che danno luogo a soluzioni basiche

Answer 22

questa reazione produce ioni OH- (es. dissociazione dell’acetato di sodio)

Question 23

sali che danno luogo a soluzioni acide

Answer 23

quando un sale prodotto da un acido forte e da una base debole si scioglie in acqua, la soluzione diventa acida - la reazione produce ioni H+, il pH della soluzione diminuiscce

Question 24

idrolisi di ioni non metallici

Answer 24

i sali che contengono ioni metalliici molto carichi e di piccole dimensioni e le basi coniugate di acidi forti danno luogo a soluzioni acidi
l’entità dell’idrolisi è maggiore nel caso degli ioni più piccoli e più carichi, dal momento che uno ione ‘compatto’ e fortemente carico ha più efficace nel plarizzare il legame O–H facilitando la ionizzazione

Question 25

sali in cui sia il catione che l’anione si idrolizzano

Answer 25

previsioni qualitative circa queste soluzioni
Kb > Ka: la soluzione dovrà essere basica dal momento che l’anione si idrolizzerà in quantità maggiore del catione
Kb < Ka: la soluzione sarà acida perché l’idrolisi del catione sarà di entità maggiore rispetto a quella dell’anion
Kb = Ka: la soluzione sarà più o meno neutra
alcuni anioni possono comportarsi sia da acidi che da basi (es. ione bicarbonato)

Question 26

ossidi acidi, basici e anfoteri

Answer 26

tutti gli ossidi di metalli alcalini e tutti gli ossidi dei metalli alcalino-terrosi tranne BeO sono basici
l’ossido di berillio e molti altri ossidi metallici nei gruppi 3A e 4A sono anfoteri
gli ossidi non metallici in cui il numero di ossidazione degli elementi rappresentativi di ciascun gruppo è alto sono acidi
gli ossidi metallici basici reagiscono con l’acqua per formare idrossidi metallici
alcuni ossidi di metalli di transizione in cui il metallo ha un alto numero di ossidazione, si comportano da ossidi acidi (es. ossido di manganese, ossido di cromo)

Question 27

base di lewis

Answer 27

è una sostanza che può donare una coppia di elettroni (es. ammoniaca)

Question 28

acido di lewis

Answer 28

è una sostanza che può accettare una coppia di elettroni (es. protone H+)

Question 29

reazione acido-base di lewis

Answer 29

è una reazione che coinvolge la cessione di una coppia di elettroni da una specie a un’altra - il valore della teoria di lewis risiede nel fatto che è di portata molto più generale di altre definizioni; include come reazioni acido-base molte reazioni che non coinvolgono acidi di brønsted (es. reazione tra trifloruro e ammoniaca)