COSTANTI DI IONIZZAZIONE DEGLI ACIDI E DELLE BASI

COSTANTI DI IONIZZAZIONE DEGLI ACIDI E DELLE BASI.

Abbiamo visto che gli acidi e le basi forti hanno una capacità di dissociazione in acqua di circa il 100%, per cui la loro forza può essere facilmente ottenuta mediante la misura del pH o del pOH. Nel caso di acidi e basi deboli, invece, il loro grado di ionizzazione è molto minore del 100%, cioè essi raggiungono in generale delle condizioni di equilibrio in cui la concentrazione dell'acido o della base indissociato è paragonabile a quella dell'anione o del catione rispettivamente. Poiché la debolezza varia da sostanza a sostanza, dobbiamo disporre di un metodo capace di confrontare le loro forze relative. Per questo confronto dobbiamo utilizzare le costanti di equilibrio relative alle loro reazioni di ionizzazione.

Per fare una discussione applicabile a tutti gli acidi deboli, possiamo rappresentare un acido debole come HA e possiamo considerare la ionizzazione solo per un protone alla volta:

All'equilibrio avremo una particolare concentrazione per ciascuna specie, chiamata concentrazione di equilibrio, e solo questi valori sono usati nell'equazione relativa alla costante di equilibrio:

Analogamente a quanto fatto nel caso della dissociazione dell'acqua, la concentrazione dell'acqua può essere eliminata perché, nelle soluzioni diluite, è una costante approssimativamente uguale alla concentrazione dell'acqua pura. Pertanto si definisce una nuova costante, detta costante di dissociazione acida o costante di ionizzazione dell'acido, data da:

In maniera del tutto analoga, possiamo rappresentare una base debole come B e l'equilibrio generale che comprende sia la base sia l'acqua può essere scritto come segue:

Si definisce così una costante di dissociazione basica o costante di ionizzazione della base la quantità:

Esiste un'importante e semplice relazione fra K_a e K_b per coppie di acidi e basi coniugate:

Dim.

Per provare che l'equazione è vera, tutto quello che dobbiamo fare è di sostituire le espressioni per K_a e K_b nell'equazione e dimostrare che, dopo aver eliminato i termini identici, rimane semplicemente . Usando HA per rappresentare l'acido e A^- per la base coniugata, gli equilibri chimici coinvolti e le corrispondenti espressioni per K_a e K_b sono i seguenti.

L'equilibrio per l'acido è:

L'equilibrio per la base coniugata A^- è:

Moltiplicando le espressioni trovate per K_a e K_b e semplificando dove è possibile:

C.V.D.