REAZIONI ACIDO-BASE
Teoria Arrhenius (1887)
“Acido è una specie chimica che in soluzione acquosa si dissocia per dare uno (monoprotico) o più (poliprotico) ioni idrogeno”.
“Base è una specie chimica che in soluzione acquosa dà uno o più ioni ossidrile”.
HNO
3NO
3-+ H
+NaOH Na
++ OH
- Teoria Brönsted-Lowry
“Acido è un specie chimica in grado di donare uno ione idrogeno ad un’altra” – “Base è una specie chimica in grado di accettare uno ione idrogeno da un’altra”.
Sistemi acido-base / coppie coniugate acido-base
HNO
3+ H
2O H
3O
++ NO
3- Teoria Lewis (1923)
“Acido è una specie chimica in grado di accettare una coppia di elettroni da un’altra” - “Base è una specie chimica in grado di donare una coppia di elettroni ad un’altra”.
Mentre tutte le coppie acido-base secondo Brönsted-Lowry sono anche coppie acido-base secondo Lewis, non è vero il contrario.
[Cu(H
2O)
6]
2++ NH
3[CuNH
3(H
2O)
5]
2++ H
2O
HA + H
2O H
3O
++ A
-HA + B BH
++ A
-Keq = a(BH
+) a(A
-) / a(HA) a(B) a = attività o concentrazione attiva = f x c
Se c 0 allora f 1 a = c
f consente di operare su di una soluzione a concentrazione c NON IDEALE come se lo fosse
Keq = [BH
+] [A
-] / [HA] [B]
Keq = [H
3O
+] [A
-] / [HA] [H
2O]
[H
2O] Keq = Ka = [H
3O
+] [A
-] / [HA]
B + H
2O BH
++ OH
-Keq = [BH
+] [OH
-] / [B] [H
2O]
[H
2O] Keq = Kb = [BH
+] [OH
-] / [B]
HClO
4> HBr > H
2SO
4> HCl
SOSTANZE ANFIPROTICHE - AUTOPROTOLISI
H
2O + H
2O H
3O
++ OH
-[H
2O]
2Keq = Kw = [H
3O
+] [OH
-] = 1 x 10
-14a 25 °C
[H
3O
+] = [OH
-] = 10
-7mol L
-1a 25 °C
pH = - log [H
+] = - log 10
-7= 7 soluzione neutra
- log Kw = - log [H
3O
+] [OH
-]
pKw = - log [H O
+] - log [OH
-] pKw = pH + pOH [H
3O
+] > 10
-7soluzione è acida e il pH < 7
[H
3O
+] < 10
-7soluzione è basica e il pH > 7
HA + H
2O H
3O
++ A
-Ka = [H
3O
+] [A
-] / [HA]
A
-+ H
2O HA + OH
-Kb = [AH] [OH
-] / [A
-]
Ka x Kb = ([H
3O
+] [A
-] / [HA]) x ([AH] [OH
-] / [A
-])
Ka x Kb = Kw = [H
3O
+] [OH
-] = costante a t° costante
CALCOLO del pH per soluzioni acquose di ACIDI E BASI MONOPROTICI FORTI
Se C
HA> 10
-6allora [H
+] = C
HACalcolare il pH di una soluzione 2.0 10
-3M di HCl
[H
3O
+] = 2 10
-3pH = - log (2 10
-3) = 3 –log 2 = 3-0,30 = 2,70
Calcolare il pH di una soluzione 10
-8M di HCl HA + H
2O H
3O
++ A
-H
2O + H
2O H
3O
++ OH
-[H
3O
+] = [OH
-] + [A
-] EN [A
-] = C
HABM
Kw = [H
3O
+] [OH
-]
[H
3O
+] = Kw / [H
3O
+] + C
HA[A
-] = C
HAKw / [H
3O
+] = [OH
-] [H
3O
+]
2= C
HA[H
3O
+] + Kw
[H
3O
+]
2- C
HA[H
3O
+] – Kw = 0 ax
2+ bx + c = 0
x
2- 10
-8x - 10
-14= 0 x = [-b ± (b
2– 4ac)
1/2] / 2a
pH = 6,98
Calcolare il pH di una soluzione 10
-8M di NaOH B + H
2O BH
++ OH
-H
2O + H
2O H
3O
++ OH
-[OH
-] = [H
3O
+] + [BH
+] EN [BH
+] = C
BBM
Kw = [H
3O
+] [OH
-]
Kw / [H
3O
+] = [H
3O
+] + C
B[BH
+] = C
BKw / [H
3O
+] = [OH
-] Kw = [H
3O
+]
2+ C
B[H
3O
+]
[H
3O
+]
2+ C
B[H
3O
+] – Kw = 0 x
2+ 10
-8x - 10
-14= 0
pH = 7,02
TITOLAZIONE ACIDO FORTE con BASE FORTE
Equivalenti titolante = Equivalenti analita nel
campione
50,00 mL HCl 1M titolati con NaOH 1M Prima che inizi la titolazione
[H
3O
+] = 1 pH = 0
Dopo l’aggiunta di 10,00mL
[H
3O
+] = (50x1)–(10x1)/60 = 40/60 = 0,666 = 6,66 10
-1pH = 1-log 6,66 = 0,177 = 0,18
Dopo l’aggiunta di 20,00mL
[H
3O
+] = (50x1)–(20x1)/70 = 30/70 = 0,4286 = 4,29 10
-1pH = 1-log 4,29 = 0,37
Dopo l’aggiunta di 30,00mL
[H
3O
+] = (50x1)–(30x1)/80 = 20/80 = 0,25 = 2,50 10
-1pH = 1-log 2,50 = 0,6
Dopo l’aggiunta di 40,00mL
[H
3O
+] = (50x1)–(40x1)/90 = 10/90 = 0,111 = 1,11 10
-1pH = 1-log 1,11 = 0,955 Dopo l’aggiunta di 49,90mL
[H
3O
+] = (50x1)–(49,9x1)/99,9 = 0,1/99,9 = 1 10
-3pH = 3
Al punto equivalente NaCl
[H
3O
+] = [OH
-] = 10
-7pH = 7
Dopo il p.e. 0,10 mL di NaOH in eccesso
[OH
-] = (0,1x1)/100,1 = 1 10
-3pOH = 3 pH = 11
Prima punto equivalente [H
3O
+] = [(VxN)
A–(VxN)
B]/V
totAl punto equivalente
[H
3O
+] = [OH
-] soluzione del sale Dopo il punto equivalente
[OH
-] = (VxN)
B in eccesso/V
totCALCOLO del pH per soluzioni acquose di ACIDI E BASI MONOPROTICI DEBOLI
HA + H
2O H
3O
++ A
-H
2O + H
2O H
3O
++ OH
-[H
3O
+] = [OH
-] + [A
-] EN [A
-] + [HA] = C
HABM
Kw = [H
3O
+] [OH
-]
Ka = [H
3O
+] [A
-] / [HA]
[HA] = C
HA– [A
-]
[A
-] = [H
3O
+] – [OH
-] [OH
-] = Kw / [H
3O
+]
Ka = [H
3O
+] [A
-] / [HA]
[H
3O
+] ([H
3O
+] - Kw/[H
3O
+])
C
HA- [H
3O
+] + Kw/[H
3O
+]
Ka =
x (x - Kw/x) C
HA- x + Kw/x Se [H
3O
+] = x Ka =
X
3+ Ka X
2– (Kw+C
HAKa) X - KaKw = 0
1° approssimazione
HA è comunque un acido quindi [H
3O
+] >>> [OH
-]
[H
3O
+] = [OH
-] + [A
-] = [A-]
[A
-] + [HA] = C
HAKw = [H
3O
+] [OH
-]
Ka = [H
3O
+] [A
-] / [HA]
[HA] = C
HA– [H
3O
+]
[H
3O
+] [H
3O
+]
C
HA- [H
3O
+]
Ka =
X
2C
HA- X Ka =
Se [H
3O
+] = x
X
2= Ka (C
HA– X) X
2+ KaX - KaC
HA= 0
2° approssimazione (fattore KaX trascurabile rispetto a KaC
HA)
HA è un acido debole quindi poco dissociato [H
3O
+] <<< C
HAKw = [H
3O
+] [OH
-]
Ka = [H
3O
+] [A
-] / [HA]
[HA] = C
HA– [H
3O
+] = C
HA[H
3O
+] = [A
-]
X
2C
HAKa =
Se [H
3O
+] = x
X
2= Ka C
HAX = Ka C
HAHA + H
2O H
3O
++ A
-CHA-x x x
C
HA> 10
-3e Ka < 10
-3X = (Ka C
HA)
1/2- log [H
3O
+] = - log (Ka C
HA)
1/2= - ½ log (KaC
HA) pH = - ½ log Ka + (– ½ log C
HA) = ½ pKa – ½ log C
HACalcolare il pH di una soluzione 0,2 N di Acido Formico Ka = 1,8 10
-4HCOOH + H
2O H
3O
++ HCOO
-Ka C
HA[H
3O
+] = = 1,8 10
-4x 0,2 =
= 6 10
-3pH = 2,22
3,6 10
-51° approssimazione [H
3O
+] >>> [OH
-]
[OH
-] circa 10
-12<<<< 6 10
-32° approssimazione [H
3O
+] <<< C
HA6 10
-3<< 2 10
-1B + H
2O BH
++ OH
-H
2O + H
2O H
3O
++ OH
-[OH
-] = [H
3O
+] + [BH
+] [BH
+] + [B] = C
BKw = [H
3O
+] [OH
-]
Kb = [BH
+] [OH
-] / [B]
[B] = C
B– [BH
+]
[BH
+] = [H
3O
+] – [OH
-] [H
3O
+] = Kw / [OH
-]
Kb = [BH
+] [OH
-] / [B]
[OH
-] ([Kw/[OH
-] – [OH
-])
C
B– Kw/[OH
-] + [OH
-]
Kb =
Se [OH
-] = x x (Kw/x - x) C
B- Kw/x + x Kb =
X
3+ Kb X
2– (Kw+C
BKb) X - KbKw = 0
1° approssimazione
B è comunque una base quindi [OH
-] >>> [H
3O
+]
[OH
-] = [H
3O
+] + [BH
+] = [HB
+] [BH
+] + [B] = C
BKw = [H
3O
+] [OH
-]
Kb = [BH
+] [OH
-] / [B]
[B] = C
B– [OH
-]
[OH
-] [OH
-] C
B- [OH
-]
B + H
2O BH
++ OH
-Kb =
CHA-x x x
X
2C
B- X Se [OH
-] = x Kb =
X
2= Kb (C
B– X) X
2+ KbX - KbC
B= 0
2° approssimazione (fattore KbX trascurabile rispetto a KbC
B)
B è una base debole quindi poco dissociata [OH
-] <<< C
BKw = [H
3O
+] [OH
-] [OH
-] = [HB
+]
Kb = [BH
+] [OH
-] / [B]
[B] = C
B– [OH
-] = C
BX
2C
BKb =
Se [OH
-] = x
X
2= Kb C
BX = Kb C
BC
B> 10
-3e Kb < 10
-3X = (Kb C
B)
1/2- log [OH
-] = - log (Kb C
B)
1/2= - ½ log (KbC
B) pOH = - ½ log Kb + (– ½ log C
B) = ½ pKb – ½ log C
BpOH = pKw - pH e Kb = Kw / Ka - pH + pKw = ½ p(Kw/Ka) – ½ log C
BpH = pKw - ½ p(Kw/Ka) + ½ log C
BpH = pKw - ½ pKw – ½ p(1/Ka) + ½ log C
BpH = + ½ pKw + ½ pKa + ½ log C
BCalcolare il pH di una soluzione 0,1 N di Ammoniaca pKa = 9,244
NH
3+ H
2O NH
4++ OH
-Ka = 10
-9,244Kb = Kw/Ka = 10
-14/10
-9,244= 1,75 10
-5pH = + ½ pKw + ½ pKa + ½ log C
BKb C
B[OH
-] = = 1,75 10
-5x 0,1 = 1,75 10
-6Kw
[OH
-]
[H
3O
+] = pH = 11,12
FRAZIONE MOLARE di UNA SPECIE CHIMICA
Computo delle masse in funzione di un parametro variabile
[HA]
C
HAFrazione di HA =
HA= [HA]
[HA] + [A
-]
=
Frazione di A
-=
A-= [A
-] C
HA[A
-]
[HA] + [A
-]
=
HA+
A-= 1
Dividendo numeratore e denominatore per [HA] Ka [H
+] [A
-]
[HA] =
HA= 1
1 + Ka/[H
+]
[H
+] [H
+] + Ka
=
A-= Ka/[H+]
1 + Ka/[H
+]
Ka
[H
+] + Ka
=
CALCOLO del pH per soluzioni acquose di ACIDI E BASI POLIPROTICI
ACIDI FORTI alla 1° dissociazione e 2° dissociazione Acidi del tipo H
2SO
4H
2SO
4+ H
2O H
3O
++ HSO
4-Ka
1>> 1
HSO
4-+ H
2O SO
42-+ H
3O
+Ka
2=2,1 10
-2C
Ac= c [H
3O
+] = 2c
Calcolare il pH di una soluzione 0,05M di acido solforico
[H
3O
+] = 2c = 0,1M pH = 1
ACIDI / BASI DEBOLI ANCHE alla 1° dissociazione Ka
1>> Ka
2, Ka
2>> Ka
3H
2S, H
2SO
3, H
2CO
3, H
3PO
4, H
3BO
3, H
2C
2O
4[H
3O
+] = (Ka
1C
Ac)
1/2pH = ½ pKa
1– ½ log C
Ac[OH
-] = (Kb
1C
Base)
1/2pH = + ½ pKw + ½ pKa + ½ log C
BACIDI FORTI alla 1° dissociazione e deboli alla seconda
Acidi con Ka
1>>> Ka
2si comportano come acidi monoprotici
CALCOLO DEL pH di una soluzione contenente un sale del tipo NaHA o Na
2HA
HS
-, HSO
3-, HCO
3-, H
2PO
4-, HPO
42-, H
2BO
3-, HC
2O
4-HA
-+ H
2O H
2A + OH
-HA
-+ H
2O A
2-+ H
3O
+[H
3O
+] [A
2-]
[HA
-] Ka
2=
[H
2A] [OH
-] [HA
-] Kb
2=
2[A
2-] + [HA
-] + [OH
-] = [H
3O
+] + [Na
+] [A
2-] + [HA
-] + [H
2A] = C
saleKw = [H
3O
+] [OH
-]
[A
2-] = Ka
2[HA
-]/[H
3O
+] [H
2A] = Kb
2[HA
-]/[OH
-]
[OH
-] = Kw/[H
3O
+]
[Na
+] = C
sale2[A
2-] + [HA
-] + [OH
-] = [H
3O
+] + [A
2-] + [HA
-] + [H
2A]
[A
2-] + [OH
-] = [H
3O
+] + [H
2A]
[H
3O
+] = [OH
-] + [A
2-] - [H
2A]
Ka
2[HA
-]/[H
3O
+] -
Kw/Ka
1([HA
-] [H
3O
+]/Kw) Kw/[H
3O
+] +
[H
3O
+] =
Ka
2[HA
-]/[H
3O
+] - Kw/[H
3O
+] +
[H
3O
+] =
Kb
2[HA
-]/[OH
-]
[H
3O
+]
2= Ka
2[HA
-] + Kw
1 + [HA
-]/Ka
1[H
3O
+]
2= Ka
2[HA
-] + Kw 1 + [HA
-]/Ka
11° approssimazione Ka
2>>> Kw
[H
3O
+]
2= Ka
2[HA
-] 1 + [HA
-]/Ka
12° approssimazione Ka
1<<< [HA
-] [HA
-]/Ka
1>>> 1 [H
3O
+]
2= Ka
2[HA
-]
[HA
-]/Ka
1= Ka
1Ka
2[H
3O
+] = Ka
1Ka
2- log [H
3O
+] = - log (Ka
1Ka
2)
1/2= - ½ log (Ka
1Ka
2) pH = + ½ (pKa
1+ pKa
2)
Il valore del pH di una soluzione è in modo approssimato
indipendente dalla concentrazione del sale NaHA
FRAZIONE MOLARE di UNA SPECIE CHIMICA
per un acido poliprotico
pI = + ½ (pKa
1+ pKa
2)
SOLUZIONI TAMPONE HA + NaA
CH
3COOH/CH
3COONa – NaH
2PO
4/Na
2HPO
4– NaHCO
3/Na
2CO
3A
-+ H
2O HA + OH
-HA + H
2O A
-+ H
3O
+Ka = [H
3
O
+] [A
-] / [HA]
Kb = [AH] [OH
-] / [A
-] [A
-] = C
sale– y + x
Kw = [H
3O
+] [OH
-] [HA] = C
Ac– x + y
x
y
[H
3O
+] = x [OH
-] = y
1° approssimazione Ka > Kb y trascurabile [A
-] = C
sale+ x
[HA] = C
Ac– x
Equazione di 3° grado
Ka = x (C
sale+ x) / C
Ac- x Ka C
Ac– Ka x = x C
sale+ x
2X
2+ X (C
sale+ Ka) - Ka C
Ac= 0
2° approssimazione anche x è trascurabile per il principio di Le Chatelier
[A
-] = C
sale[HA] = C
Ac[H
3O
+] = Ka [HA]
[A
-] = Ka C
AcC
salepH = pKa + log C
saleC
Ac[H
3O
+] = Ka [HA]
[A
-] - log [H
3O
+] = - log Ka + log [A-]/[HA]
pH = pKa + log [A-]/[HA] Equazione di
Henderson-Hasselbalch
BH
++ H
2O B + H
3O
+B + H
2O BH
++ OH
-SOLUZIONI TAMPONE B + BHCl
Ka = [H
3O
+] [B] / [BH
+] Kb = [BH
+] [OH
-] / [B]
[BH
+] = C
sale– y + x
Kw = [H
3O
+] [OH
-]
[B] = C
base– x + y [BH
+] = C
sale[B] = C
base[OH
-] = Kb [B]
[BH
+]
[H
3O
+] Kw
Ka
Kw [B]
[BH
+]
= [H
3O
+] = Ka [BH
+] [B]
- log [H
3O
+] = - log Ka + log [B]/[BH
+] pH = pKa + log [B]/[BH
+] pH = pKa + log C
baseC
saleCalcolare il pH di una soluzione 1,5 10
-3M di Acido Acetico e 0,50 10
-3M di Acetato di Sodio
Ka = 1,75 10
-5X
2+ X (C
sale+ Ka) - Ka C
Ac= 0
X
2+ X (0,50 10
-3+ 1,75 10
-5) – (0,50 10
-3) (1,75 10
-5) = 0 X = [H
3O
+] = 4,65 10
-5pH = 4,33
[H
3O
+] = 5,25 10
-5pH = 4,28
2,0 10
-3M di Acido Acetico pH = 3,75
2,0 10
-3M di Sodio Acetato pH = 8.03
3,75 < pH = 4,33 < 8.03
TITOLAZIONE ACIDO DEBOLE con BASE FORTE Titolazione di un acido HA con NaOH
pH prima punto equivalente HA + NaA soluz tampone [HA] = C
ac- b
pH iniziale
pH = ½ pKa – ½ log C
HA[H
3O
+] = Ka C
HAHA + OH
-H
2O + A
-[OH
-] = [A
-] = b
pH = pKa + log C
saleC
Ac[H
3O
+] = Ka C
AcC
salepH punto equivalente NaA idrolisi
pH = + ½ pKw + ½ pKa + ½ log C
BX = Kb C
BpH dopo punto equivalente
[OH
-] = (VxN)
B in eccesso/V
tot50,00 mL di Acido Acetico 1M titolati con NaOH 1M Ka = 10
-5pH iniziale
pH = ½ pKa – ½ log C
HA= ½ (5) – ½ log 1 = 2,5 Dopo l’aggiunta di 10,00mL
[H
3O
+] = Ka
C
saleC
AcC
ac- b
= Ka
b = [(50x1)-(10x1)]/60 (10x1)/60
Ka
= 10
-5x(40/10) = 4 10
-5pH = 5 – log 4 = 4,4
Dopo l’aggiunta di 20,00mL pH = 4,82 Dopo l’aggiunta di 30,00mL pH = 5,18 Dopo l’aggiunta di 40,00mL pH = 5,6 Dopo l’aggiunta di 49,90mL pH = 7,7 pH al punto equivalente idrolisi acetato
pH = + ½ pKw + ½ pKa + ½ log C
BpH = + ½ (14) + ½ (5) + ½ log [(1x50)/(50+50)]
pH = 7 + 2,5 + ½ log 0,5 = 9,35 pH dopo punto equivalente
[OH
-] = [(1x0,1)/100,1] = 1 10
-3pOH = 3 pH = 11
TITOLAZIONE ACIDI POLIPROTICI con BASE FORTE 1) Ka
1e Ka
2molto vicine Ka
1/Ka
2< 10
4L’aggiunta della base neutralizza entrambi i protoni e in
soluzione è come se fosse presente un acido monoprotico in
concentrazione doppia. H
2A 2HA
2) Ka
1e Ka
2diverse Ka
1/Ka
2> 10
4pH iniziale è dato dalla 1° dissociazione pH = ½ pKa
1– ½ log C
H2ApH prima 1° punto equivalente H
2A+NaHA soluz tampone pH = pKa
1+ log C C
sale1° punto equivalente
AcNaHA idrolisi pH = + ½ (pKa
1+ pKa
2)
pH prima 2° punto equivalente NaHA+Na
2A soluz tampone pH = pKa
2+ log C C
saleAc
C
Ac= C
HA-- b’ e C
sale= b’
2° punto equivalente Na
2A idrolisi
Kb
1C
B[OH
-] = pH = + ½ pKw + ½ pKa
2+ ½ log C
BRosso di metile
giallo
rosso
Fenolftaleina
Metilarancio
CO
32-+ H
3O
+HCO
3-+ H
2O H
2CO
3+ H
2O
CO
2+ H
2O
H
3O
+
Ka
1= 3,3 10
-7Ka
2= 4,8 10
-11Kb
2= 3,03 10
-8Kb
1= 2,8 10
-41° punto equivalente
pH = + ½ (pKa
1+ pKa
2)= 8,4
2° punto equivalente
pH = ½ pKa
1– ½ log C
HA20 mL 1M pH = 2,98 20 mL 0,1M pH = 3,48
Ka
1= 5,6 10
-2Ka
2= 5,4 10
-5Ka
3= 4,5 10
-13Acido Ossalico
2° punto equivalente C
2O
42-pH = + ½ pKw + ½ pKa
2+ ½ log C
B20 mL 0,1M pH = 8.39 20 mL 1M pH = 8,89
Acido Fosforico Ka
1= 7,11 10
-3Ka
2= 6,32 10
-81° punto equivalente H
2PO
4-pH = + ½ (pKa
1+ pKa
2) = 3,67
2° punto equivalente HPO
42-pH = + ½ (pKa
2+ pKa
3) = 8.77
3° punto equivalente PO
43-pH = + ½ pKw + ½ pKa
3+ ½ log C
BAmbiente non acquoso o per via argentometrica
Titolazione di 20,00 mL di Acido ossalico 0,1000M con NaOH 0,1000M
Determinazione alcalinità dell’acqua (CO
32-+ HCO
3-)
Campione di 25,00 mL di acqua viene titolato con HCl 0.0150M
1° punto equivalente 2,52 mL HCl
2° punto equivalente 11,35 mL HCl [CO
32-] e [HCO
3-] ?
CO
32-+ H
3O
+HCO
3-+ H
2O 2,52 mL
2,52 x 0.0150 x PE (=PM sodio carbonato) = 4.01 mg/25,00 mL 2,52 x 0.0150 = 0.0378 mmol (Ξ ½ mequivalenti carbonato)
0.0378mmol/25,00mL = 0.00151M = 1.51 10
-3M HCO
3-+ H
3O+ H
2CO
311,35 mL
0.0378mmol + HCO3-
11,35 - 2,52 = 8,83 mL
8,83 x 0.0150 = 0.1324 mmol (0.0378mmol+HCO
3-)
0.1324 – 0.0378 = 0.0946mmol/25,00mL = 3.78 10
-3M
0.0946 x PE (=PM sodio bicarbonato) = 7.95 mg NaHCO
311.35 x 0.0150 = 0.1702 mmol
0.1702 – (0.0378 x 2) = 0.0946mmol HCO
3-(Ξ mequivaleni bicarbonato) 0.0946mmol/25,00mL = 3.78 10
-3M
Determinazione quantità di CO
2(mg) nel sangue
Tampone fisiologico H
2CO
3/HCO
3-a 37 °C
pH = 7,40 Ka
1= 7,94 10
-7[HCO
3-] = 26 10
-3mol/L pH = pKa + log C
saleC
Ac7,40 = 7 - 0.90 + log [HCO
3-] [H
2CO
3]
log [HCO
3-]
[H
2CO
3] = 1.30 [HCO
3-]
[H
2CO
3] = 19.95
[H
2CO
3] = [CO
2] = 26 10
-3/ 19.95 = 1.30 10
-3mol/L = 1.30 mmol/L
1.30 mmol/L x 44,01 (PM) = 57,2 mg/L
INDICATORI ACIDO-BASE InH + H
2O In
-+ H
3O
+Ka
ind= [In
-] [H
3O
+] / [InH] [H
3O
+] = Ka
ind[InH] / [In
-]
-Log [H
3O
+] = -log Ka
ind+ (-log [InH]/[In
-])
pH = pKa
ind+ log [In
-]/[InH]
Ammettendo che In
-Giallo e InH Rosso
Se [InH] >>>>[In
-] soluzione nettamente rossa Se [In
-] >>>>[InH] soluzione nettamente gialla
[InH] = [In
-] allora [In
-]/[InH] = 1
pH = pKa
indpunto di viraggio colorazione rosa
pH = pKa
ind± 1
O
O
HO OH
COOH OH HO
OH
Fenolftaleina
COO- OH HO
OH
Forme incolori
pH = 8,2
OH
-COO- OH
-O
OH
COO- O
OH COO-
O
O-
-H
2O OH
-Forme rosso-viola
pH = 9,6
SO3H O
OH
Rosso fenolo Blu bromotimolo
OH HO
OH
iPr
Br
Me
SO3H
iPr
Br Me
Giallo
pH = 6,4
Rosa Rosso
pH = 8,0
Giallo
pH = 6,0
verde Blu
pH = 7,6
N N
HO3S N
Me
Me
Metil arancio
H
+H
+Giallo
pH = 4,0
N N
HO3S N
Me H Me
HO3S H
N N N
Me
Rosso
MepH = 2,0
TITOLAZIONI acido-base In ambiente NON ACQUOSO
Solubilità in acqua delle specie coinvolte (prevalenza della componente organica in molti farmaci).
Stabilità chimica in acqua
Caratteristiche acido-base dell’analita rispetto al solvente acqua (farmaci spesso hanno deboli caratteristiche acide o basiche).
Un processo acido-base può essere visto come un processo di competizione tra l’analita (soluto) e il solvente per il titolante.
Quando soluto e solvente presentano caratteristiche acido-base comparabili la reazione di titolazione avviene per entrambe le specie, la Keq con l’analita non è sufficientemente favorevole e il punto finale non è distinto.
Natura anfiprotica dell’acqua e suo effetto livellante
Esempi di Farmaci a natura basica
. HCl . H
2O NH N
O HO
HO
H N OH
*
Adrenalina
Lidocaina
Alcaloidi
N
N N
N O
O
N
N N
H N O
O
HN
N N
N O
O
Caffeina Teofillina Teobromina
R