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Tratta delle tre teorie principali su acidi e basi, soluzioni tampone e titolazione
Tipologia: Appunti
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Per distinguere gli acidi dalle basi esistono tre teorie differenti, che sono la teoria di Arrhenius, la teoria di Bronsted e Lowry, e la teoria di Lewis. Secondo la teoria di Arrhenius gli acidi sono i composti che, una volta inseriti in una soluzione acquaso, si dissociano liberando ioni H+, mentre le basi sono le soluzioni che, in una soluzione acquosa, si dissociano liberando ioni OH-. Secondo Arrhenius è possibile anche distingure gli acidi forti dagli acidi deboli e le basi forti dalle basi deboli. Secondo Arrhenius gli acidi forti sono gli acidi che in acqua si dissociano completamente, mentre gli acidi deboli si dissociano solo parzialmente e la stessa cosa per le basi, ovvero le basi forti si dissociano totalmente e le basi deboli non si dissociano totalmente. Quindi la teoria di Arrhenius vede l'acqua come spettatore nella reazione però ha alcuni limiti, infatti permette di individure acidi e basi soltanto con una reazione dove avviene la dissociazione in acqua, inoltre sono presenti acidi e basi che sono acidi e basi anche senza dissociare ioni H+^ e ioni OH-. La teoria di Bronsted e Lowry invece opera su una reazione in cui è presente una coppia coniugata acido-base che viene considerata un equilibrio chimico. In questa reazione, secondo Bronsted e Lowry, gli acidi sono i composti che cedono un protone al loro partner di reazione, mentre le basi sono i composti che acquistano un protone dal loro partner di reazione nella coppia coniugata acido-base. Secondo Bronsted e Lowry, esistono anche delle sostanze che sono chiamate sostanze anfotere, ovvero che sono in grado di comportarsi da acido in presenza delle basi e da base in presenza degli acidi. L'esempio più comune di questa sostanze è l'acqua. Poi vi è la terza teoria, ovvero la teoria di Lewis. Secondo Lewis, gli acidi sono i composti che in una reazione sono in grado di accettare una coppia di elettroni, ovvero dispongono di un orbitale vuoto, e le basi sono i composti che possono donare una coppia di elettroni, formando un legame covalente cooperativo, e quindi dispongono di un'orbitale pieno.
Gli ACIDI sono quei composti che, in soluzione acquosa, sono in grado di dissociarsi liberando ioni H+ Le BASI sono quei composti che, in soluzione acquosa, sono in grado di dissociarsi liberando ioni OH- ACIDO FORTE in quanto in soluzione acquosa si dissocia completamente. HCLO 4 (Acido perclorico) H 2 SO 2 (Acido solforico) HI (Acido iodidrico) HBr (Acido bromidrico) HCl (Acido cloridrico)
ACIDO DEBOLE perché non si dissociano completamente quando vengono messi in soluzione. HCOOH (Acido formico) CH 3 COOH (Acido acetico) HCN (Acido cianidrico) BASE FORTE in quanto, in soluzione acquosa, si dissociano completamente. idrossido di sodio: NaOH idrossido di potassio: KOH idrossido di calcio: Ca(OH) 2 idrossido di bario: Ba(OH) 2 idrossido di litio: LiOH idrossido di magnesio: Mg(OH) 2 BASE DEBOLE in quanto, in soluzione acquosa, si dissociano parzialmente. NH3 (ammoniaca)
Sono ACIDI i composti che cedono un protone al partner di reazione. Sono BASI i composti che acquistano un protone dal partner di reazione Si parla di coppia coniugata acido-base NH 3 + H 2 O = NH 4 +^ + OH- BASE + ACIDO = ACIDO CON. + BASE CON. L’ammoniaca acquista un protone dall’acqua, comportandosi da BASE. L’acqua cede un protone all’ammoniaca, comportandosi da ACIDO.
La titolazione è un’operazione chimica che si basa sull'analisi quantitativa e ha come scopo il determinare la quantità di sostanze contenute in un’equazione a concentrazione incognita. Si basa su una reazione acido + base e i coefficienti stechiometrici devono essere equivalenti, cioè con un rapporto 1:
La velocità di reazione si misura attraverso la costante di equilibrio, ovvero Kc, e si calcola facendo il prodotto dei prodotti elevati ai loro coefficienti stechiometrici fratto il prodotto dei reagenti elevati ai loro coefficienti stechiometrici. Q (o Kc o Kp) = [C]c^ *[D]d/ [A]a^ [B]b Se è maggiore di 1 la reazione è spostata verso i prodotti, se è minore di 1 sarà spostato verso i reagenti e se è uguale a 1 la reazione è in equilibrio. In una reazione eterogena si considerano solo gli elementi in fase gassosa o acquosa. Kp è la costante di equilibrio ed è come fosse Kc ma in fase gassosa (tutti elementi devono essere gassosi), e si calcola come Kc oppure si può calcolare anche facendo Kp = Kc(RT)delta n^ (R è costante universale dei gas = 0,082 atm) Il quoziente di reazione (Q) ha la stessa formula di calcolo della costante di equilibrio e viene usato nei problemi in cui non si sa se la reazione è in equilibrio oppure no e quindi si calcola il quoziente di reazione per stabilirlo.
L'energia libera di gibbs serve a determinare la spontaneità di una reazione e si calcola con ΔG = ΔH - T*ΔS ΔH è l'entalpia ΔH = ΣH(prodotti) - ΣH(reagenti)H(prodotti) - ΣH(prodotti) - ΣH(reagenti)H(reagenti) ΔS è l'entropia