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LA DISSOCIAZIONE DELL’ACQUA

LA DISSOCIAZIONE DELL’ACQUA
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LA DISSOCIAZIONE DELL’ACQUA.

Allo stato liquido l’acqua è costituita da aggregati (più o meno grandi) di molecole H2O legate fra di loro da legami idrogeno. Una piccola parte delle molecole di acqua è dissociata negli ioni idronio H3O+ e ossidrile OH- secondo la reazione:

In realtà gli ioni H3O+ e OH- sono sempre legati a un certo numero di molecole di acqua, anche se ciò non viene indicato esplicitamente nello scrivere la formula.

L’espressione della costante di equilibrio per la dissociazione elettrolitica dell’acqua è data da:

in acqua pura i valori di [H3O+] e [OH-] devono essere uguali fra loro dato che gli ioni si formano in quantità uguali.

A 25°C la concentrazione molare di ognuno di essi è 10-7 mol/l, mentre per l’acqua è 55,5 mol/l. Se confrontiamo 10-7 con 55,5, possiamo dedurre che la ionizzazione dell’acqua praticamente non influisce sulla sua concentrazione molare. Nelle soluzioni acquose diluite la concentrazione dell’acqua è praticamente uguale a quella dell’acqua pura e non è influenzata dagli equilibri fra i soluti.

Possiamo quindi ritenere il valore della concentrazione dell’acqua una costante e semplificare l’espressione dell’equilibrio della dissociazione dell’acqua, ottenendo una nuova costante chiamata prodotto ionico dell’acqua:

A 25°C il valore numerico del prodotto ionico dell’acqua è KW=10-l4 mol2/l2 e la concentrazione degli ioni H3O+ e OH- è uguale e pari a 10-7 mol/l. La concentrazione di questi ioni aumenta se aumentiamo la temperatura, perché la reazione di dissociazione dell’acqua è una reazione endotermica.

Se all’acqua pura si aggiunge un acido, la concentrazione degli H3O+ (che d’ora in poi indicheremo con H+) aumenta e l’equilibrio si sposta verso sinistra: la soluzione è detta soluzione acida. Se all’acqua pura si aggiunge una base, la concentrazione degli OH- aumenta e l’equilibrio si sposta verso sinistra: la soluzione è detta soluzione basica.

Poiché deve essere sempre verificato a 25°C che si può concludere che una soluzione è:

·      acida se      [H+]>10-7 mol/l;

·      neutra se     [H+]=[OH-]=10-7 mol/l;

·      basica se     [H+]<10-7 mol/l.

Per evitare di usare numeri molto piccoli si preferisce ricorrere, per definire il carattere acido, basico o neutro di una soluzione ad una funzione della concentrazione di H+ detta pH o esponente idrogeno, definita dalla relazione

per cui ne segue che una soluzione è:

·      acida se      pH<7;

·      neutra se     pH=7;

·      basica se     pH>7.

Naturalmente lo stesso tipo di funzione può essere usato per la concentrazione degli ioni OH- e di qualsiasi altro ione. Nel caso del prodotto ionico dell’acqua possiamo quindi scrivere:

e a 25°C per qualsiasi soluzione acquosa avremo la condizione:






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