Obiettivi di apprendimento
Alla fine di questo modulo, sarai in grado di:
- Stimare la forza di un acido o di una base in base alla dissociazione in acqua.
Fatta eccezione per i loro nomi e formule, finora abbiamo trattato tutti gli acidi come uguali. Tuttavia, gli acidi possono essere molto diversi in un modo molto importante. Consideriamo HCl(aq). Quando HCl è dissolto in H2O, si dissocia completamente in ioni H+(aq) e Cl-(aq); tutte le molecole di HCl diventano ioni:
\large\text{HCl}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightarrow {\text{H}}_{3}{\text{O}}^{\text{+}}\left(aq\right)+{\text{Cl}}^{-(dissociazione al 100%)
Qualunque acido che si dissocia al 100% in ioni è chiamato acido forte. Se non si dissocia al 100%, è un acido debole. HC2H3O2 è un esempio di acido debole:
\large \text{H}\text{C}_{2}\text{H}_{3}\text{O}_{2}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightarrow {\text{H}}_{3}{\text{O}}^{\text{+}}\left(aq\right)+\text{C}_{2}\text{H}_{3}{\text{O}_{2}}^{-(~5% di dissociazione)
Perché questa reazione non si completa al 100%, è più appropriato scriverla come un equilibrio:
\large \text{H}\text{C}_{2}\text{H}_{3}\text{O}_{2}\left(aq\right)+{\text{H}}_{2}\text{O}\left(l\right)\rightleftharpoons {\text{H}}_{3}{\text{O}}^{\text{+}}\left(aq\right)+\text{C}_{2}\text{H}_{3}{\text{O}_{2}}^{-
Come si è scoperto, ci sono pochissimi acidi forti, che sono riportati nella Tabella 1. Se un acido non è elencato qui, è un acido debole. Può essere ionizzato all’1% o al 99%, ma è ancora classificato come un acido debole.
La questione è simile con le basi: una base forte è una base che è ionizzata al 100% in soluzione. Se è ionizzata meno del 100% in soluzione, è una base debole. Ci sono pochissime basi forti (vedi Tabella 1); qualsiasi base non elencata è una base debole. Tutte le basi forti sono composti OH-. Quindi una base basata su qualche altro meccanismo, come NH3 (che non contiene ioni OH- come parte della sua formula), sarà una base debole.
| Tabella 1. Alcuni comuni acidi forti e basi forti | |
| Acidi forti | Basi forti |
| HClO4 acido perclorico | LiOH litio idrossido |
| HCl acido cloridrico | NaOH idrossido di sodio |
| HBr acido idrobromico | KOH idrossido di potassio |
| HI acido idroiodico | Ca(OH)2 idrossido di calcio |
| HNO3 acido nitrico | Sr(OH)2 idrossido di stronzio |
| H2SO4 acido solforico | Ba(OH)2 idrossido di bario |
Concetti chiave e riassunto
La forza degli acidi e delle basi di Brønsted-Lowry in soluzione acquosa può essere determinata da come si dissociano in acqua.
Esercizi
1. Differenzia tra un acido forte e un acido debole.
2. Differenzia tra una base forte e una base debole.
3. Identifica ciascuno come un acido forte o un acido debole. Ipotizzare soluzioni acquose.
a) HF
b) HCl
c) HC2O4
4. Identificare ciascuno come base forte o base debole. Assumere soluzioni acquose.
a) NaOH
b) Al(OH)3
c) C4H9NH2
5. Scrivi un’equazione chimica per la ionizzazione di ogni acido e indica se procede al 100% verso i prodotti o no.
a) HNO3
b) HNO2
c) HI3
6. Scrivi un’equazione chimica per la ionizzazione di ogni base e indica se procede al 100% verso i prodotti o no.
a) NH3
b) (CH3)3N
c) Mg(OH)2
7. Un tecnico di laboratorio miscela una soluzione di 0,015 M Mg(OH)2. La concentrazione di OH- risultante è maggiore, uguale o minore di 0,015 M? Spiega la tua risposta.
8. Un tecnico di laboratorio miscela una soluzione di 0,55 M HNO3. La concentrazione di H+ risultante è maggiore, uguale o minore di 0,55 M? Spiega la tua risposta.
Glossario
Acido forte: Si dissocia al 100% in acqua.
Base forte: Si dissocia al 100% in acqua.
Acido debole: Subisce < il 100% di dissociazione in acqua.
Base debole: Subisce < il 100% di dissociazione in acqua.