Soluzione di un acido debole
contiene
es. CH3COOH
• molte molecole H2O solvente
• molecole CH3COOH indissociate
• pochi ioni CH3COO- dalla dissociazione
• pochi ioni H3O+
dell'acido
• pochissimi ioni OH- dall'acqua
CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+
2 H2O ⇆ H3O+ + OH-
Costante di acidità
CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
[ H 3O  ][ A ]
Ka 
[ HA]
pKa = - log Ka
per l'acido acetico:
Ka = 1,8  10-5
pKa = 4,75
Costante di basicità
NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH
B + H2 O ⇆
HB+
+
OH-

[ HB ][OH ]
Kb 
[ B]
pKb = - log Kb
per l'ammoniaca:
Kb = 1,8  10-5
pKb = 4,75
pH di acidi forti
HCl 0,020 M
• HCl è completamente dissociato
• [H3O+] = 0,020 = 2,0•10-2
• pH = - log [H3O+] = - log 2,0•10-2 =
= - log 2,0 - log 10-2 = 2 - 0,30 =
= 1,70
pH di basi forti
KOH 0,040 M
• KOH è completamente dissociato
• [OH-] = 4,0•10-2
14
K
1
,
0

10

13
w
[ H 3O ] 

 2,5 10

2
[OH ] 4,0 10
• pH = - log [H3O+] = - log 2,5•10-13 =
= 13 - 0,40 = 12,60
pH di un acido debole
•
•
•
•
•
CH3COOH
conc c0
CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+
c0 = [CH3COOH] + [CH3COO-]
x = [H3O+] = [CH3COO-]
[CH3COOH] = c0 - x
HA + H2O ⇆ H3O+ + AC0 = 0,10 M
composizione
iniziale
variazione
composizione
finale
HA
H3O+
A-
0,10
0
0
-x
x
x
0,10 - x
x
x
segue
pH di un acido debole
• CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+
• HA + H2O ⇆ H3O+ + A-
[ H 3O  ][ A ]
x2
Ka 

 1,8 105
[ HA]
0,10  x
x2
 1,8  10 5
0,10
x  0,10  1,8  10 5  1,3  10 3  [ H 3O  ]
• pH = - log [H3O+] = - log 1,3•10-3 = 2,89
Grado di dissociazione
[ H 3O  ][ A ]
Ka 
[ HA]
[ A ]
[ A ]



[ HA]  [ A ]
c0
Ka
[ A ]

[ HA] [ H 3O  ]
se
c0 = 0,10
[ A ]


[ HA] 1  
e
[A-] = 1,3•10-3
1,3 103

 0,013  1,3%
0,10
[ A ]
[ HA]


[A ]
1
[ HA]
Ka
[ A ]

[ HA] [ H 3O  ]
se [H3O+] = Ka allora [A-] = [HA]
e le molecole indissociate sono quante quelle
dissociate. α = 0,5
se Ka = 1,8•10-5
pH
[H3O+]
[A-]/[HA]
2,89
1,3•10-3
0,013
2,00
1,0•10-2
0,0018
3,00
1,0•10-3
0,018
4,74
1,8•10-5
1
pH di una base debole
• metilammina CH3NH2
c0 = 0,20 M
CH3NH2 + H2O ⇆ CH3NH3+ + OHB + H2O ⇆ HB+ + OH-
[ HB  ][OH  ]
Kb 
 3,6 104
[ B]
C0 = 0,20 M
composizione
iniziale
variazione
composizione
finale
B
OH-
HB+
0,20
0
0
-x
x
x
0,20 - x
x
x
segue
pH di una base debole
x2
 3,6 104
0,20  x
e approssimando
0,20 - x con 0,20
x2
 3,6 104
0,20
x  8,5 103  [OH  ]
14
K
1
,
0

10

12
w
[ H 3O ] 

 1,2 10

3
[OH ] 8,5 10
• pH = - log [H3O+] = - log 1,2•10-12 = 11,93
Indicatori
• cambiano colore col pH
• sono coppie acido-base deboli
coniugati HIn - In• HIn e In- hanno colore diverso
• si aggiungono in quantità minima: non
cambiano [H3O+]
Cambiamento di colore e intervallo di viraggio di alcuni indicatori
Indicatori
[ H 3O  ][ In  ]
K in 
[ HIn ]
[H3O+] = Kin
[H3O+] = 10 Kin
pH = pKin
pH = pKin-1
[HIn] = [In-]
[HIn] = 10 [In-]
[H3O+] = 1/10 Kin
pH = pKin+1
[HIn] = 1/10 [In-]
pKin è il pH a cui il colore vira
per pH < pKin-1 colore dell'acido
per pH > pKin+1 colore della base
Keq di acidi e basi coniugati
CH3COOH + H2O ⇆ CH3COO- + H3O+
[CH 3COO  ][ H 3O  ]
Ka 
[CH 3COOH ]
CH3COO- + H2O ⇆ CH3COOH + OH-
[CH 3COOH ][OH  ]
Kb 
[CH 3COO  ]
[CH 3COO  ][ H 3O  ][CH 3COOH ][OH  ]


K a  Kb 

[
H
O
][
OH
]  Kw
3

[CH 3COOH ][CH 3COO ]
pKa + pKb = 14
Kw
Kb 
Ka
Kw
Ka 
Kb
Idrolisi salina
Soluzione di acetato di sodio AcNa : Ac- , Na+
Ac-
; Ac- = base coniugata di AcH
AcH + OH-
+ H2O
Calcolo del pH di una soluzione di AcNa
Kb =
AcIniz.
C0 = 0.100 M ; Kb ?
[AcH] [OH-]
Kw
1.0x10-14 = 5.6x10-10
=
=
[Ac-]
Ka
1.8x10-5
+ H2O
0.100
Equil. 0.100 – x
AcH + OH0
0
x
x
[AcH] [OH-]
(x) (x)
x2
=
=
Kb = [Ac-]
0.1 – x
0.1
[OH-] = [AcH] = x
x =  (0.100)(5.6x10-10) = 7.5x10-6
pOH = 5.13
pH = 8.87