Acidi e Basi

L'acqua ha deboli proprietà elettrolitiche ed è parzialmente dissociata secondo l'equilibrio:

Attraverso la legge d'azione di massa e in considerazione della debolissima dissociazione dell'acqua, si può giungere a formulare il cosiddetto prodotto ionico dell'acqua (Kw), che a 25°C vale:

Questa relazione stabilisce che in soluzione acquosa, il prodotto della concentrazione degli ioni idrogeno per la concentrazione degli ioni idrossido deve rimanere costante, pari a 10^-14.

Q 63, 2006A. Il prodotto ionico dell'acqua Kw è, a temperatura costante, :

A) 10^-14
B) 10¹⁴
C) 7
D) 10^-5
E) 0

Commento: L'indicazione "a temperatura costante" non ha alcun senso se non si specifica il valore della temperatura.
Infatti, il valore di Kw pari a circa 10^-14 è valido solo alla temperatura di 25°C. Come tutte le costanti di equilibrio, anche il valore di Kw dipende dalla temperatura e poiché la reazione di dissociazione dell'acqua è endotermica, il valore di Kw aumenta all'aumenare della temperatura e diminuisce al suo diminuire.

Se si aggiunge all'acqua una sostanza che fa aumentare la [H⁺] (ad esempio un acido), la [OH^-] diminuisce in misura tale da mantenere costante il prodotto [H⁺]⋅[OH^-].
Accade esattamente il contrario, se si aggiunge una sostanza (ad esempio una base) che fa aumentare la [OH^-].

La stechiometria della reazione di dissociazione indica che nell'acqua "pura" (neutra) la [H⁺] è uguale alla [OH^-]. Poiché il prodotto di queste due concentrazioni è 10^-14, risulterà che:

Per motivi di praticità, ovvero per evitare di esprimersi in termini di numeri estremamente piccoli o di potenze di 10, è stato introdotto l'uso di una scala logaritmica per definire la [H⁺], ovvero:

Q 58, 2005B. La relazione pH + pOH = 14 è valida:

A) per tutte le soluzioni acquose
B) solo per le soluzioni acquose neutre
C) per tutte le soluzioni, anche non acquose
D) solo per soluzioni acide
E) solo per soluzioni basiche

Quando in una soluzione la [H⁺] è > 10^-7, il pH è minore di 7 e la soluzione si dice acida;
quando invece la [H⁺] è < 10^-7, il pH è maggiore di 7 e la soluzione si dice basica (o, secondo una vecchia terminologia, alcalina).

Q 55, 2003B e Q 62, 2007A. Indicare a quale dei seguenti valori del pH (tutti a 25 °C) si ha la massima concentrazione di ioni H₃O⁺ ?

A) 3,11
B) 3,5
C) 6,12
D) 6,6
E) 8,13

Q 35, 1997. Quale di queste affermazioni è CORRETTA?

1) A pH = 8 si ha la stessa concentrazione di H⁺ e OH^-
2) A pH = 8 la concentrazione di H⁺ è maggiore di quella di OH^-
3) A pH = 8 la concentrazione di OH^- è maggiore di quella di H⁺
4) Il pH non dipende dalla concentrazione di OH^-
5) A pH = 8 non vi sono H⁺ e OH^-

Q 33, 1997. Quando si scioglie in acqua il composto NaOH, il pH della soluzione ottenuta è sempre:

1) = 7
2) > 7
3) > 6 e < 8
4) < 7
5) > 7 per soluzioni concentrate, < 7 per soluzioni diluite

Q 23, 1998. Se si vuole ottenere una soluzione acquosa a pH = 4 partendo da una soluzione acquosa a pH = 2, un litro di quest'ultima va diluito con acqua fino a:

A) 100 litri
B) 1000 litri
C) 10 litri
D) 2 litri
E) 6 litri

Q 56, 2001B. Se si diluisce 1 L di una soluzione acquosa a pH = 2, aggiungendo acqua fino al volume di 10 L, il pH:

A) diventa 10
B) diventa 1
C) diventa 3
D) non varia
E) diventa 2.1

Commento agli ultimi due quesiti: Purché si tratti di soluzioni di un acido forte.

Q 57, 2007A. Se una soluzione acquosa di HCl (1 L) avente pH = 4 viene diluita con acqua a un volume dieci volte maggiore (10 L), il pH della soluzione ottenuta è:

A) 0.4
B) 3
C) 4.5
D) 5
E) 10