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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), poichè 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+ + NH3NH4+ + 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:

Ognuna di esse ha un andamento caratteristico.

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