Reazioni acido-base
Teoria sulle reazioni acido-base
Le reazioni acido-base sono quelle reazioni chimiche in cui un protone (ione H+) passa da una specie chimica ad un'altra.
Fra queste le più comuni, in soluzione acquosa, sono quelle di neutralizzazione.
Una esempio di reazione di neutralizzazione è quella fra idrossido di sodio NaOH ed acido cloridrico HCl rappresentata dalla seguente equazione chimica:
H3O+ + Cl− + Na+ + OH− → Na+ + Cl− + 2H2O
reazione che può essere sfruttata in una titolazione acido-base.
Senza tenere conto degli ioni che non partecipano alla reazione chimica (i cosiddetti ioni spettatori) l'equazione precedente può essere rappresentata nel seguente modo semplificato:
H3O+ + OH− → 2 H2O (ΔH° = -55,81 KJ)
Dato il piccolissimo valore del prodotto ionico dell'acqua (Kw25°C = 1,00 · 10-14) le reazioni acido-base che avvengono in soluzione acquosa sono quantitative: ciò significa che l'acido e la base reagiscono completamente (ovvero in modo quantitativo) per formare acqua ed il sale corrispondente.
Il valore dell'entalpia della reazione precedente (ΔH° = -55,81 KJ) è valido unicamente nel caso della reazione di neutralizzazione tra un acido forte con una base forte (o viceversa), poiché soltanto in tal caso l'unica reazione che ha luogo è la seguente:
H3O+ + OH− → 2 H2O.
Se l'acido e/o la base sono deboli, nel bilancio energetico va tenuto conto anche delle entalpie di dissociazione dei costituenti deboli.
Altri esempi di reazioni acido-base sono:
#1
H3O+ + NH3 → NH4+ + H2O
Ad esempio HCl + NH3 → NH4Cl
#2
H3O+ + N2H4 → N2H5+ + H2O
Ad esempio HCl + N2H4→ N2H5Cl
#3
H3O+ + PH3 → PH4+ + H2O
Ad esempio HCl + PH3 → PH4Cl
Nelle tre equazioni precedenti le basi NH3 (ammoniaca), N2H4 idrazina e PH3 (fosfina) accettano un protone dall'acido H3O+ (formando rispettivamente negli esempi riportati il cloruro di ammonio, il cloruro di idrazonio e il cloruro di fosfonio).
Infine precisiamo che nelle reazioni acido-base non vi è variazione del numero di ossidazione delle specie che partecipano alla reazione chimica.
Reazioni acido-base e curve di titolazione
Aggiungendo un acido ad una base o viceversa è possibile rappresentare dei grafici che esprimono l'andamento del pH della soluzione titolata in funzione del volume di titolante aggiunto. Le curve corrispondenti sono chiamate curve di titolazione.
A seconda della tipologia di acido e base utilizzata (forte/debole) si possono avere quattro diversi tipi di curve di titolazione:
- titolazione di un acido forte con una base forte
- titolazione di una base forte con un acido forte
- titolazione di un acido debole con una base forte
- titolazione di una base debole con un acido forte
Ognuna di esse ha un andamento caratteristico.
Studia con noi