ph e indicatori acido-base

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1 ph e indicatori acido-base

2 La dissociazione ionica dell acqua H 2 O + H 2 O OH - + H 3 O + acido base base acido coniugata coniugato 2 H 2 O (l) OH - (aq) + H 3 O + (aq) Il numero di molecole di acqua dissociate è bassissimo rispetto al numero totale di molecole Il numero di ioni idrogeno presenti risulta uguale al numero di ioni ossidrile presenti (cioè risultano uguali le loro concentrazioni), nel caso di acqua pura. In questo caso l acqua risulta neutra cioè non è né acida né basica.

3 ph Per valutare il grado di acidità o di basicità di una soluzione acquosa, i chimici hanno costruito una scala di riferimento, basata sulla concentrazione degli ioni idrogeno presenti in soluzione. ph = - log [ H + ] Il ph è l opposto del logaritmo decimale della concentrazione di ioni idrogeno presenti nella soluzione

4 Esempi: [ H + ] = 10-7 mol/l ph = 7» La soluzione è neutra» Significa anche che la concentrazione di ioni idrogeno è uguale a quella degli ioni ossidrile [ H + ] = 10-1 mol/l ph = 1» La soluzione è acida» Significa che la concentrazione di ioni idrogeno è maggiore di quella degli ioni ossidrile [ H + ] = mol/l ph = 12» La soluzione è basica» Significa che la concentrazione degli ioni idrogeno è minore di quella degli ioni ossidrile

5 In generale soluzioni acide ph < 7 [ H + ] > 10-7 mol/l [ OH - ] < 10-7 mol/l Soluzioni neutre ph = 7 - [ H + ] = [ OH - ] = 10-7 mol/l Soluzioni basiche ph > 7 [ H + ] < 10-7 mol/l [ OH - ] > 10-7 mol/l

6 Indicatori acido-base Sono sostanze che assumono colore diverso a seconda se vengono a contatto con un acido o con una base Sono acido o basi deboli HIn H + (aq) + In - (aq) HIn e In - interagiscono con la luce in modo diverso, colorando diversamente la soluzione Quando le loro concentrazioni sono uguali non prevale nessun colore Se l indicatore viene aggiunto ad una soluzione acida, prevale le forma HIn e quindi il suo colore Se l indicatore viene aggiunto ad una soluzione basica, prevale la forma In - e quindi prevale il suo colore

7 Quando le loro concentrazioni sono uguali non prevale nessun colore L aggiunta di una piccola quantità di acido fa passare la soluzione al colore determinato da da HIn L aggiunta di una piccola quantità di base fa passare la soluzione al colore determinato da In - Il cambiamento di colore determinato dall indicatore si chiama viraggio Il valore di ph per il quale avviene il cambiamento di colore si chiama ph di viraggio o punto di viraggio

8 Principali indicatori acido-base

9 Variazioni di colore per alcuni indicatori: Rosso metile Blu di bromotimolo Fenolftaleina

10 Significato del punto di viraggio e valutazione del ph

11 Diagramma di flusso della sequenza di prove per la determinazione del ph con l uso di vari indicatori

12 SOLUZIONI TAMPONE Soluzione che ha la capacità di mantenere pressochè costante il proprio ph anche dopo una moderata aggiunta di acido o di base Es: il sangue 7,36 < ph < 7,40 Contiene quantità significative di un acido debole e della sua base coniugata Se si aggiunge una piccola quantità di base, l acido debole presente nel sangue reagisce con la base neutralizzandola Se si aggiunge una piccola quantità di acido, la base coniugata presente nel sangue reagisce con l acido neutralizzandolo

13 Una soluzione tampone può essere formata da: a) Un acido debole e la sua base coniugata b) Una base debole e il suo acido coniugato Nel primo caso - ogni OH - aggiunto alla soluzione reagisce con l acido debole - Ogni H + aggiunto alla soluzione reagisce con la base coniugata

14 Lo ione ossidrile viene catturato dallo ione idrogeno che stacca dall acido acetico Lo ione idrogeno viene catturato dallo ione acetato CH 3 COO - Soluzione tampone formata da acido acetico CH 3 COOH e dalla sua base coniugata, lo ione acetato sotto forma di acetato di sodio CH 3 COONa (lo ione sodio è uno ione spettatore che non interviene nell attività tampone). a) CH 3 COOH + NaOH = acqua + CH 3 COONa Acido debole b) HCl + CH 3 COONa = CH 3 COOH + NaCl Base coniugata

15 -Entrambe le soluzioni contengono un indicatore acido-base - la soluzione di sinistra è tamponata a ph circa 7 -La soluzione di destra è leggermente acida (ph=5) -Ad entrambe le soluzioni si aggiungono poche gocce di acido -Il colore inalterato dell indicatore indica una piccola variazione di ph nella soluzione di sinistra -Il cambiamento di colore in quella di destra indica una grossa variazione di ph -Ciò è confermato dai valore indicati dal phmetro

16 ph nei sali Le soluzioni di sali provenienti da un acido forte e da una base forte sono neutre NaOH + HCl = NaCl + acqua Le soluzioni di sali provenienti da un acido debole e una base forte sono leggermente basiche HCN + NaOH = NaCN +acqua Le soluzioni di sali provenienti da una acido forte e una base debole sono leggermente acide HCl + NH 3 = NH 4 Cl Le soluzioni di sali proveniente da acido debole e base debole devono essere valutate caso per caso