pH
• La concentrazione di H3O+ determina caratteristiche
importanti delle soluzioni acquose.
• Piuttosto che esprimere la [H+] con numeri molto piccoli
conviene descriverla in termini di pH, definito come:
pH = - log [H+] = log 1/[H+]
da cui
[H+] = 10 -pH
• Per pH elevati si hanno pochi idrogenioni.
• Se si aumenta di una unità il valore del pH, la
concentrazione [H+] diminuisce 10 volte.
• A [H+] > 1 M il pH è negativo
Scala del pH
pH = - log [H3O+]
pH + pOH = pKw = 14
Es.:
Se la [H+] in soluzione acquosa = 0.001 = 10-3
 pH = -log 10-3 = 3
e pOH = pKw – pH = 14 – 3 = 11
0 ≤ pH ≥ 14
CALCOLO DEL pH PER SOLUZIONI DI ACIDO FORTE
[H+] =
concentrazione
dell’acido
N.B. E’ trascurabile il contributo in H+ dato dalla autodissociazione dell’acqua
(= 10-7)
H+ acido = 0.01
H+ acqua = 0.0000001
H+ tot = 0.0100001
Acidi e basi forti: calcolo pH
• Un acido forte è tutto ionizzato, quindi il pH
può essere calcolato direttamente dalla
concentrazione dell’acido.
• Es. HCl 0.1 M
• Per basi forti  concentrazione base = [OH-]
pH = 14 - pOH
Acidi e basi deboli: calcolo pH
Il calcolo come in ogni equilibrio
Per acido acetico = 0.10 M, Ka = 1,8 x 10-5 M
X2 + KaX – Ka * 0,10M = 0
Acidi e basi deboli: calcolo pH
X<< 0.10 M
Acidi e basi deboli: calcolo pH
se X > 5% CA
LA SEMPLIFICAZIONE: CA – X = CA NON CORRETTA
[H+] = -Ka   Ka2 + 4Ka . CA
2
Solo una delle due soluzioni matematiche ha significato chimico e
viene considerata valida.
o se X vicino a 10-7 M
Occorre considerare anche il contributo degli H+ derivanti dalla
autodissociazione dell’H2O
PROPRIETA’ ACIDO-BASE DEI SALI:
IDROLISI SALINA
ALCUNI SALI DISSOLTI IN ACQUA PRODUCONO UN AUMENTO O
UNA DIMINUIZIONE DEL pH.
Meccanismo generale:
SALE (CATIONE-ANIONE)
C+A-
100 % DISSOCIAZIONE
?
H+ + COH
H2O
?
C+
A-
acido
base
AH + OH-
H2O
PROPRIETA’ ACIDO-BASE DEI SALI: IDROLISI SALINA
4 casi
Sale neutro
(derivante da acido forte
e base forte)
nessuna variazione di pH
Sale basico
(derivante da acido debole
e base forte)
aumento del pH
Sale acido
(derivante da acido forte
e base debole)
diminuzione del pH
Sale
(derivante da acido debole
base debole)
può dare aumento o diminuzione del
pH, a seconda della forza relativa della
base e dell’acido in cui si dissocia
Sale neutro
NaCl
Acido debolissimo
(acido coniugato
di una base forte)
Na+
Cl-
NaOH
Base debolissima
(base coniugata
di un acido forte)
HCl
OH-
H+
H2
O
Sale basico
K2HPO4
Acido debolissimo
(acido coniugato
di una base forte)
2 K+
Base forte
(base coniugata
HPO42- di un acido debole)
KOH
H2PO4
-
OH-
H+
H2
O
Aumento del pH
H+
H3PO4
Sali come acidi e basi
• Calcolo del pH.
• Es. cloruro di ammonio 0,15 M. pH?
NH4Cl  NH4+ + ClH2O + Cl-  OH- + HCl
Prodotto di solubilità
Solubilità
Stabilite le condizioni di equilibrio di una
soluzione satura (equilibrio dinamico tra
sale indisciolto e sale in soluzione) la
concentrazione del sale, che è la massima a
quella temperatura, è definita solubilità del
sale
Si tratta di un equilibrio eterogeneo
Prodotto di solubilità (Kps)
Nelle condizioni di equilibrio della soluzione
del sale poco solubile, l’equazione di
dissoluzione è:
MmXn(solido)  mMu+ + nXv-
La costante relativa a questo equilibrio è
indicata con Kps ed è data da:
Kps = [Mu+]m [Xv-]n
La costante è indipendente dalla quantità della fase
solida purché essa sia presente
Esempi di calcolo
Sapendo che Kps del Fe(OH)2 è 1.6 x 10-14,
calcolarne la solubilità espressa in g dm-3
Kps = [Fe2+] [OH-]2
Se x è la concentrazione degli ioni Fe2+ in soluzione,
quella degli ioni OH- risulterà 2x, quindi posso
scrivere:
Kps = [Fe2+] [ OH-]2 = x(2x)2 = 1.6 x 10-14
x = 1.6 x 10-5
la solubilità risulterà:
1.6 x 10-5 x 89.87 = 1.438x10-3 g dm-3
Sapendo che la solubilità del CaCO3 è 9.0 x 10-5
mol/l, determinare il prodotto di solubilità
CaCO3  Ca2+ + CO32Kps = [Ca2+] [CO32-]
Dato che da ogni mole di CaCO3 che si dissocia si
formano una mole di ioni Ca2+ ed una di ioni CO32- avrò:
Kps = [Ca2+] [CO32-] = (9.0 10-5)2 = 8.1 10-9
La Kps di Mg(OH)2 è 1.2 x 10-11. Calcolare il pH di
una soluzione satura di Mg (OH)2.
Mg(OH)2  Mg2+ + 2 OHKps = [Mg2+] [OH-]2
Per ogni molecola di sale disciolto si formano uno ione
Mg2+ e due ioni OH-. Se x è la [OH-] nella soluzione
satura di idrossido di magnesio posso scrivere:
Kps = (x/2) x2 = 1.2 10-11
x=2.9 10-4 mol dm-3 e pOH=3.54
pH=10.46