Acidi alogenidrici
Che cosa sono gli acidi alogenidrici?
Gli acidi alogenidrici sono composti che si ottengono dalla combinazione dell'idrogeno (con numero di ossidazione +1) con gli alogeni (con numero di ossidazione -1) ovvero con gli elementi appartenenti al VII gruppo (F, Cl, Br, I).
L'idrogeno essendo il meno elettronegativo dei due elementi nella formula va scritto per primo.
Applicando la "Regola dell'incrocio" risulta che la formula generale di un acido alogenidrico è HX in cui X è il simbolo chimico dell'alogeno.
Pertanto sono acidi alogenidrici:
HF = acido fluoridrico (fluoruro di idrogeno)
HCl = acido cloridrico (cloruro di idrogeno)
HBr = acido bromidrico (bromuro di idrogeno)
HI = acido iodidrico (ioduro di idrogeno)
Forza degli acidi alogenidrici
La caratteristica principale degli acidi alogenidrici è che sono acidi e che quindi si dissociano in acqua secondo l'equazione:
HX + H2O ⇌ H3O+ + X−
La forza degli acidi alogenidrici cresce nel seguente modo:
HF < HCl < HBr < HI
Pertanto HI è - tra tutti gli acidi alogenidrici - quello più forte, mentre HF è il più debole.
Ciò è dovuto a diversi motivi e in particolare:
1) alla stabilità della base coniugata X−;
2) all'energia del legame tra H e X.
Analizziamoli nel dettaglio:
1) in generale, quanto più stabile è la base coniugata X−, tanto meno essa risulterà basica e, di conseguenza, tanto più forte sarà l'acido HX.
La base coniugata I− avendo un volume maggiore sopporta meglio la carica negativa e quindi è la più stabile tra tutte; l'acido HI è pertanto l'acido più forte.
Lo ione F−, più piccolo rispetto agli altri, sopporta la carica negativa meno facilmente e quindi è la base coniugata meno stabile; l'acido HF è pertanto l'acido più debole.
2) in generale, tanto più è debole il legame H-X tanto più è forte l'acido.
Scendendo lungo il gruppo della tavola periodica l'acidità degli acidi alogenidrici aumenta in quanto si ha una diminuzione dell'energia di legame tra H e X.
In HF, dove H e F hanno orbitali atomici simili in energia e dimensioni, il legame covalente che si instaura tra i due atomi è il più forte. HF è pertanto l'acido più debole.
In HI, dove c'è la massima differenza di energia e dimensione tra gli orbitali atomici di H e I, il legame covalente è il più debole. HI è pertanto l'acido più forte.
Ka degli acidi alogenidrici
A riprova di quanto detto riportiamo i valori delle Ka dei vari acidi alogenidrici:
HF + H2O ⇌ H3O+ + F− (Ka = 6,7 × 10-4)
HCl + H2O → H3O+ + Cl− (Ka ≃ 107)
HBr + H2O → H3O+ + Br− (Ka ≃ 109)
HI + H2O → H3O+ + I− (Ka > 109)
HF è pertanto un acido debole, tutti gli altri sono acidi forti. HI è l'acido alogenidrico più forte.
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