È importante essere in grado di identificare gli acidi forti da quelli deboli, sia per scopi accademici che quando li usiamo in laboratorio. Gli acidi forti sono molto rari, quindi uno dei modi più semplici per distinguerli da quelli deboli è memorizzare cosa sono. Qualsiasi altro acido non elencato sarà un acido debole.
Aspetti chiave degli acidi forti e degli acidi deboli
- Gli acidi forti si dissociano completamente in soluzioni acquose, cosicché tutte le loro molecole perdono almeno un protone (H + ) che forma uno ione idronio (H 3 O + ) con la molecola d’acqua, mentre gli acidi deboli si dissociano solo parzialmente.
- Gli acidi forti sono pochissimi, gli acidi inorganici forti sono solo sette, quindi per differenziarli facilmente da quelli deboli si possono memorizzare; se non è elencato, sarà un acido debole.
- Gli acidi forti sono acido cloridrico (HCl), acido nitrico (HNO3 ) , acido solforico (H2SO4 ) , acido bromidrico ( HBr ) , acido idroiodico (HI), acido perclorico ( HClO4 ) e acido clorico (HClO3 ) .
- L’unico acido debole formato dalla reazione di un elemento alogeno è l’acido fluoridrico (HF). Mentre tecnicamente un acido debole, l’acido fluoridrico è altamente corrosivo.
acidi forti
Gli acidi forti si dissociano completamente in soluzioni acquose, ciascuna molecola rilascia almeno un protone (catione H + ) che forma uno ione idronio (H 3 O + ) con la molecola d’acqua. Gli acidi forti inorganici più comuni sono sette.
- Acido cloridrico (HCl)
- Acido nitrico (HNO 3 )
- Acido solforico (H 2 SO 4 )
- Acido bromidrico (HBr)
- Acido idroiodico (HI)
- Acido perclorico (HClO 4 )
- Acido clorico (HClO 3 )
I seguenti esempi sono tipiche reazioni di ionizzazione di acidi forti in soluzioni acquose.
HCl → H + + Cl –
HNO 3 → H + + NO 3 –
H 2 SO 4 → 2 H + + SO 4 –
È necessario chiarire che in queste reazioni gli ioni idrogeno hanno carica positiva, sono cationi, e che la direzione della reazione è solo verso i prodotti, il che indica che tutte le molecole reagenti si dissociano.
acidi deboli
Gli acidi deboli non si dissociano completamente in soluzioni acquose; cioè un certo numero di molecole reagenti rimane con la sua composizione originaria. Questo è il caso dell’acido fluoridrico (HF). Ci sono molti più acidi deboli che forti. La maggior parte degli acidi organici sono deboli, con poche eccezioni come l’acido p-toluensolfonico, che si dissocia un po’, ma non completamente. Alcuni acidi deboli sono elencati di seguito in ordine decrescente di acidità.
- HO 2 C 2 O 2 H – acido ossalico
- H 2 SO 3 – acido solforoso
- HSO 4 – – ione idrogeno solfato
- H 3 PO 4 – acido fosforico
- HNO 2 – acido nitroso
- HF – acido fluoridrico
- HCO 2 H – acido metanoico
- C 6 H 5 COOH – acido benzoico
- CH 3 COOH – acido acetico
- HCOOH – acido formico
Un esempio di reazione di ionizzazione acida debole è l’acido acetico, che genera cationi idronio e anioni acetato.
CH 3 COOH + H 2 O ⇆ H 3 O + + CH 3 COO –
È interessante notare che in questo caso, a differenza degli acidi forti, la reazione avviene in entrambe le direzioni, come indicato dalla doppia freccia. In questo caso, poiché la reazione inversa è più probabile, solo l’1% circa delle molecole di acido acetico si dissociano, mentre il resto rimane nella sua composizione originale.
Come distinguere tra acidi forti e acidi deboli
Il valore della costante di equilibrio della reazione di dissociazione indica se un acido è forte o debole . Cioè, la costante di dissociazione acida K a , è la costante di equilibrio della reazione di dissociazione acida in un mezzo acquoso (si usa anche il parametro logaritmico, pK a =-logK a ). Il valore di K a è grande per gli acidi forti (e quello di pK a è piccolo); negli acidi deboli il valore di K a è piccolo (e quello di pK a è grande).
Forte o debole rispetto a concentrato o diluito
Bisogna fare attenzione a non confondere i termini forte e debole con concentrato e diluito. Un acido concentrato ha una grande quantità di acido nella soluzione acquosa; uno diluito ha poca quantità di acido. Ad esempio, se hai acido acetico 12 M (concentrazione di 12 moli per litro) di un acido, hai una soluzione forte, ma l’acido è ancora debole. Una soluzione di acido cloridrico 0,0005 M (concentrazione di 0,0005 mol per litro) è una soluzione diluita, ma l’acido è ancora forte.
Differenza tra forte e corrosivo
È possibile bere acido acetico diluito (che in effetti è l’aceto), ma bere la stessa concentrazione di acido solforico produrrebbe una tremenda ustione chimica. Il termine corrosivo (in questo caso si tratta di acido solforico) si riferisce al danno che l’acido genera nel materiale con cui viene a contatto, mentre essere forte o debole è una caratteristica dell’acido. Sebbene gli acidi siano spesso corrosivi, alcuni carborani sono acidi molto forti, molto più forti dell’acido solforico, ma possono essere tenuti in mano senza danneggiare la pelle, mentre l’acido fluoridrico, anche un acido debole, distruggerebbe i tessuti. .
Fonti
- Housecroft, CE Chimica Inorganica . (seconda edizione) Prentice Hall. Sharpe AG (2004). ISBN 978-0-13-039913-7.
- Porterfield, William W. Chimica inorganica. (1984). Addison Wesley. ISBN 0-201-05660-7.
- Trummal, A., Lipping, L., et al. Acidità degli acidi forti in acqua e dimetilsolfossido . J. Phys.Chem.A.120(20) (2016) 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
