15. Le Soluzioni Saline Acquose • Gli Ioni come Acidi Basi - gli ioni come acidi e gli ioni a carattere basico - il pH delle soluzioni saline - il pH delle soluzioni miste - le titolazioni - gli indicatori come acidi deboli • Le Soluzioni Tampone - l’azione tampone - la scelta del tampone - la capacità tampone • Gli Equilibri di Solubilità - il prodotto di solubilità - l’effetto dello ione comune - la previsione della precipitazione Gli Ioni come Acidi e Basi NH4 (aq) H2 O(l) NH3 (aq) H3 O (aq) Gli Ioni come Acidi e Basi HSO4 (aq) H2 O(l) HCOO (aq) H2 O(l) SO24 (aq) H3 O (aq) HCOOH(aq) OH (aq) PO34 (aq) H2 O(l) HPO24 (aq) OH (aq) CO23 (aq) H2 O(l) HCO3 (aq) OH (aq) Il pH delle Soluzioni Saline e Miste NH4 (aq) H2 O(l) NH3 (aq) H3 O (aq) Dalle tabelle: Kb(NH3) = 1.8x10-5 1° Tempo. Concentrazione molare iniziale. [H3 O ][NH3 ] Ka [NH4 ] K a Kb K w NH4 Specie H3 O NH3 Ca 0 0 2° Tempo. Variazione della concentrazione -x +x +x molare. La stechiometria della reazione implica che se la concentrazione di NH4+ diminuisce di x, quelle di NH3 e H3O+ aumentano di x. 3° Tempo. Concentrazione molare di Ca – x +x +x equilibrio. Questi valori individuano la somma delle concentrazioni iniziali, 1° tempo, e le variazioni di concentrazione causate dalla reazione, 2° tempo. x [H3 O ] K a C a pH 1 1 pK a pCa 2 2 CONTROLLARE L’EQUILIBRIO DI AUTOPROTOLISI DELL’ACQUA Il pH delle Soluzioni Saline e Miste CH3 COO (aq) H2 O(l) [ CH COOH ][ OH ] 3 CH3 COOH(aq) OH (aq) K b [CH3 COO ] Dalle tabelle: Ka(CH3COOH) = 1.8x10-5 K a Kb K w Specie 1° Tempo. Concentrazione molare iniziale. CH3 COO OH CH3 COOH Cb 0 0 2° Tempo. Variazione della concentrazione -x +x +x molare. La stechiometria della reazione implica che se la concentrazione di CH3COOdiminuisce di x, quelle di CH3COOH e OH- aumentano di x. 3° Tempo. Concentrazione molare di Cb – x +x +x equilibrio. Questi valori individuano la somma delle concentrazioni iniziali, 1° tempo, e le variazioni di concentrazione causate dalla reazione, 2° tempo. x [OH ] K b Cb pOH 1 1 pK b pCb 2 2 pH 14 pOH CONTROLLARE L’EQUILIBRIO DI AUTOPROTOLISI DELL’ACQUA Il pH delle Soluzioni Saline e Miste HNO 2 (aq) H2 O(l) NO (aq) H2 O(l) 2 NO2 (aq) H3 O (aq) [NO2 ][H3 O ] Ka [HNO2 ] HNO2 (aq) OH (aq) [HNO2 ][OH ] K w Kb [NO2 ] Ka da KNO2 1° Tempo. Concentrazione molare iniziale. HNO 2 Specie H3 O NO2 Ca 0 Cs 2° Tempo. Variazione della concentrazione -x +x +x molare. La stechiometria della reazione implica che se la concentrazione di HNO2 diminuisce di x, quelle di NO2- e H3O+ aumentano di x. 3° Tempo. Concentrazione molare di Ca – x +x Cs+x equilibrio. Questi valori individuano la somma delle concentrazioni iniziali, 1° tempo, e le variazioni di concentrazione causate dalla reazione, 2° tempo. x (C s x ) Ka Ca x IPOTIZZIAMO CHE LA VARIAZIONE x DELLA CONCENTRAZIONE MOLARE SIA TRASCURABILE x [H3 O ] K a Ca Cs pH pK a pCa pCs Titolazione Acido Forte – Base Forte NaOH(aq) + HCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l) Titolazione Acido/Base Forte – Base/Acido Debole HCOOH(aq) + NaOH(aq) → Na+(aq) + + HCOO-(aq) + H2O(l) HCl(aq) + NH3(aq) → NH4+(aq) +Cl- (aq) + H2O(l) Gli Indicatori come Acidi Deboli HIn(aq) H2 O(l) In (aq) H3 O (aq) [In ][H3 O ] K In [HIn] fenolftaleina (forma acida) HIn fenolftaleina (forma basica) In- PUNTO FINALE [In-] = [HIn] pH = pKin pH = pKin ± 1 Le Soluzioni Tampone Def. Definiamo SOLUZIONI TAMPONE le soluzioni che si oppongono alla variazione del pH in seguito all’aggiunta di modeste quantità di acido o di base. CH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO-(aq) + H3O+(aq) Le Soluzioni Tampone Def. Chiamiamo TAMPONE ACIDO la soluzione formata da un acido debole e dalla sua base coniugata. Def. Chiamiamo TAMPONE BASICO la soluzione formata da una base debole e dal suo acido coniugato. [HA] [A-] [B] [BH+] pH pKa pOH pKb pH pKa acido coniugato Def. Definiamo CAPACITÀ TAMPONANTE o POTERE TAMPONANTE la quantità di acido o di base che si può aggiungere alla soluzione tampone prima che esso perda l’attitudine di opporsi alla variazione del pH. [H3 O ][ A ] [A ] Ka [H3 O ] [HA ] [HA ] [A ] pH pK a Log [HA ] Aggiungo acido in quantità 10[A-] Aggiungo base in quantità 10[HA] pH pK a 1