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Idrolisi

L'interazione tra sali e molecole di acqua: l'idrolisi salina

Si può osservare sperimentalmente che sciogliendo in acqua un sale, in alcuni casi si ottengono soluzioni basiche, in altri soluzioni acide, in altri ancora soluzioni neutre.

I sali sono composti che in soluzione acquosa esistono dissociati nei loro ioni.

Tali ioni, se provenienti da acidi deboli o da basi deboli, reagiscono con le molecole dell'acqua, comportandosi da acidi o da basi di Bronsted più o meno forti.

L'interazione tra sali e acqua viene detta idròlisi.

Dato che un sale è il prodotto della reazione tra un acido e una base e dato che acidi e basi possono essere sia forti che deboli, si hanno quattro casi possibili:

Sali provenienti da acidi deboli e basi forti: idrolisi basica

E' questo, per esempio, il caso dell'acetato di sodio CH3COONa che in acqua si dissocia nel seguente modo:

idrolisi acido debole base forte

Lo ione Na+ non ha nessuna tendenza a reagire con l'acqua in quanto deriva da una base forte (NaOH). Lo ione CH3COO-, in quanto base coniugata dell'acido debole CH3COOH, reagirà con l'acqua secondo il seguente equilibrio:

idrolisi basica

La soluzione diventa basica (pH >7) per eccesso di ioni OH-.

Per il calcolo della [OH-] si ricorre alla seguente formula:

idrolisi basica formula

in cui:

Kw = prodotto ionico dell'acqua = 10-14

Ka = costante di ionizzazione dell'acido

Cs = concentrazione molare del sale

Sali provenienti da acidi forti e basi deboli: idrolisi acida

E' questo, per esempio, il caso del cloruro di ammonio NH4Cl:

ionizzazione_idrolisi

Lo ione Cl- non ha nessuna tendenza a reagire con l'acqua in quanto deriva da un acido forte (HCl).

Lo ione NH4+, in quanto acido coniugato della base debole NH3, reagirà con l'acqua secondo il seguente equilibrio:

idrolisi acida

La soluzione diventa acida (pH < 7) per eccesso di ioni H3O+.

Per il calcolo della [H3O+] si ricorre alla seguente formula:

idrolisi acida formula

in cui:

Kw = prodotto ionico dell'acqua = 10-14

Kb = costante di ionizzazione della base

Cs = concentrazione molare del sale

Sali provenienti da acidi forti e basi forti: nessuna idrolisi

E' questo, per esempio, il caso del cloruro di sodio NaCl:

idrolisi acido forte base forte

Lo ione Na+ non ha nessuna tendenza a reagire con l'acqua in quanto deriva da una base forte (NaOH); lo ione Cl- non ha nessuna tendenza a reagire con l'acqua in quanto deriva da un acido forte (HCl): nessuno dei due ioni reagisce con l'acqua e quindi non si ha idrolisi.

La soluzione rimane a pH = 7 (pH neutro).

Sali provenienti da acidi deboli e basi deboli

E' questo, per esempio, il caso dell'acetato di ammonio CH3COONH4:

idrolisi acido debole base debole

Entrambi gli ioni, reagiscono con l'acqua nel modo seguente:

idrolisi ione acetato

idrolisi ione ammonio

Lo ione acetato CH3COO- tende a dare idrolisi basica, mentre lo ione ammonio NH4+ tende a dare idrolisi acida.

In questo specifico caso la soluzione risultante è neutra (pH = 7) in quanto Ka dell'acido acetico è uguale alla Kb dell'ammoniaca.

Ma questo è solo uno dei tre casi possibili; infatti se Ka è diverso da Kb, la soluzione risultante può essere acida oppure bacia.

Per il calcolo della [H3O+] si ricorre alla seguente formula:

idrolisi

in cui Ka e Kb sono le costanti acide e basiche degli acidi e delle basi da cui il sale deriva (nel nostro esempio Ka è la costante acida di CH3COOH e Kb è la costante basica di NH3).

Dalla relazione precedente risulta che la concentrazione idrogenionica è indipendente dalla concentrazione del sale e che:

se Ka = Kb il pH = 7 e la soluzione è neutra

se Ka > Kb il pH < 7 e la soluzione è acida

se Ka < Kb il pH > 7 e la soluzione è basica

Esercizi sull'idrolisi

Li trovi al seguente link: esercizi sull'idrolisi.

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