Acidi e basidefinizione di Arrhenius

• Svante Arrhenius (1884)

• un acido in acqua genera ioni H+

• una base in acqua genera ioni OH-

• acido HCl → H+ + Cl-

• acido CH3COOH H⇆ + + CH3COO-

• acido CO2 + H2O H⇆ + + HCO3-

• base NaOH → Na+ + OH-

• base NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH-

Modello di acidi e basi secondo Bronsted-Lowry

Acido : sostanza capace di cedere ioni idrogeno (protoni)Base : sostanza capace di accettare protoni

Le reazioni acido-base sono reazioni di scambio protonico

HCl + H2O Cl- + H3O+ acido forte

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+ acido debole

NH3 + H2O NH4+ + OH- base debole

Acido forte : il 100% dell’acido cede il protone ( dissociazione completa )

reazione completamente spostata verso i prodotti ( non equilibrio )

Acido debole : solo una frazione di acido cede il protone (dissociazione parziale)

sono presenti sia i prodotti che i reagenti ( equilibrio)

Acidi e basi coniugate

• l'acido che cede un protone si trasforma nella base coniugata

• la base che acquista un protone si trasforma nell'acido coniugato

• sin. a dex.: l'acido HCN si trasforma in CN-

• HCN + H2O ⇆ H3O+ + CN-

• dex. a sin: la base CN- si trasforma in HCN• HCN e CN- sono una coppia acido-base coniugati

• H3O+ e H2O sono una coppia acido-base coniugati

• l'acido HCN reagisce con la base H2O

Acidi e basi coniugate

• sin. a dex.: la base NH3 si trasforma in NH4+

• NH3 + H2O ⇆ NH4+ + OH-

• dex. a sin: l'acido NH4+ si trasforma in NH3

• NH4+ e NH3 sono una coppia acido-base coniugati

• H2O e OH- sono una coppia acido-base coniugati

• la base NH3 reagisce con l'acido H2O

Sostanze anfiprotiche

H2O + H2O ⇆ H3O+ + OH-

acido base acido base

L'acqua funziona come acido e come base

coppia acido-base coniugati H2O - OH-

coppia acido-base coniugati H3O+ - H2O

Un acido può esserebase coniugata

una molecola HCl Cl-

uno ione positivo NH4+ NH3

uno ione negativo HCO3- CO3

2-

Una base può essereacido coniugato

una molecola NH3 NH4+

uno ione positivo Al(H2O)5OH2+ Al(H2O)63+

uno ione negativo SO42- HSO4

-

Non solo in acqua

• in ammoniaca liquida

CH3COOH(am) + NH3 ⇆ CH3COO-(am) + NH4

+(am)

• allo stato gassoso

HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s)

Acidi e basi di Lewis

Una base accetta un protone, legandolo a un doppietto di elettroni

Il protone si lega perché è deficiente di elettroni

Altre molecole deficienti di elettroni come BF3 possono legarsi alla baseUn acido di Lewis è una specie capace di legarsi a un doppietto di elettroniUna base di Lewis è una molecola con un doppietto elettronico libero, capace di legare un acido di Lewis

Acidi fortitutte le molecole cedono il protone

HCl HI H3O+ H2SO4 HNO3

Basi fortitutte le molecole accettano il protone

OH- O2-

NaOH KOH Ca(OH)2 CaO MgO

Acidi debolipochissime molecole cedono un protone

HF H2S HNO2 H2SO3 NH4+

H3PO4 H2PO4- HPO4

2-

CH3COOH e tutti gli acidi organici

Basi debolipochissime molecole accettano un protone

NH3 CH3-NH2 e tutte le ammine organiche

H2PO4-NO2

- CH3COO-

Acidi e basi monoprotici

HCl HI HNO3 HCN CH3COOH

NH3 NaOH KOH

Acidi e basi poliprotici

H2SO4 H2S H3PO4

Mg(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2