Volume 1

O H3PO4 ac. fosforico O P O O H H O H2SO4 ac. solforico H2CO3 ac. carbonico H H S O O H O O C O H OH HbrO ac. ipobromoso H O Br HOI ac. ipoiodoso H O I H2SO3 ac. solforoso O N H O HClO ac. ipocloroso O HNO2 ac. nitroso U. 12 - Acidi, basi, prodotto ionico dell acqua, pH H H O Cl S O O H O HNO3 ac. nitrico H O + N HClO4 ac. perclorico O H O Cl O O O 12. 3 Forza degli ossiacidi Come abbiamo visto nel paragrafo precedente, gli acidi si dissociano se vengono messi in acqua; ma il grado di dissociazione non è uguale per tutti gli acidi: alcuni si dissociano con maggiore, altri con minore facilità. Per poter spiegare questa diversità, bisogna prendere in considerazione le formule di struttura molecolare. Prendiamo come esempio i seguenti acidi (Tab. 12.1). H O Cl ac. ipocloroso; H O Br ac. ipobromoso; H O I ac. ipoiodoso Questi acidi non hanno la stessa forza, perché il cloro, il bromo, lo iodio hanno un diverso valore di elettronegatività, rispettivamente di 3; 2,8 e 2,5 (Tabella Elettronegatività degli elementi, Unità 5). Il cloro (ha una elettronegatività maggiore rispetto al bromo e allo iodio), ha più tendenza ad attirare su di sé gli elettroni di legame, pertanto quello tra l ossigeno e l idrogeno si indebolisce, in soluzione acquosa, quindi l acido ipocloroso cede più facilmente lo ione H+ dell acido ipobromoso e dell ipoiodoso, risultando più dissociato e più forte, mentre l acido ipoiodoso è il più debole. Possiamo osservare (Fig. 12.1) con più evidenza quanto sopra affermato nei seguenti acidi: l acido solforico, l acido nitrico, l acido perclorico sono acidi molto forti, in soluzione acquosa si dissociano quasi completamente dando uno ione H+ e un anione, secondo le seguenti reazioni: H+ + NO HClO H+ + ClO 2 H+ + SO4 H2SO4 HNO3 3 4 4 Come si può vedere dalla Tabella 12.1, in tutti gli acidi forti, uno o più atomi di idrogeno sono legati con legami covalenti ad un atomo di un non metallo che ha una grande elettronegatività, come il cloro, lo zolfo o l azoto. Inoltre, in tutti gli acidi che contengono ossigeno l atomo di idrogeno è legato all ossigeno, ed è il legame O H che si rompe quando la molecola si dissocia. Esaminiamo ora la Figura 12.1, in cui sono rappresentate le formule di struttura molecolari ed il flusso degli elettroni secondo il grado di elettronegatività del non metallo e secondo il numero degli atomi di ossigeno presenti nella formula dell acido. In questi tre acidi il non metallo è legato al gruppo O H e ad alcuni atomi di ossigeno, i quali attirano fortemente gli elettroni; quindi si viene a formare un flusso di elettroni secondo il verso indicato dalle freccine rosse (Fig. 12.1): questo comporta un indebolimento del legame tra l ossigeno e l idrogeno del gruppo OH. evidente che più il non metallo è elettronegativo e più atomi di ossigeno sono ad esso legati, tanto più il non metallo attira a sé gli elettroni del legame OH e, quindi, l idrogenione viene (in soluzione acquosa) ceduto più facilmente, tanto più l acido è dissociato, cioè più forte. O H O Cl = O O ac. perclorico H O H O O S ac. solforico O H O N ac. nitrico Problem solving Quale relazione lega l elettronegativtà del non metallo (cloro, zolfo, azoto) e la forza dell acido? O O MODULO E Tabella 12.1. Formule di struttura molecolare di alcuni ossiacidi di uso comune Figura 12.1. Le frecce rosse rappresentano il flusso degli elettroni. Da notare che le dimensioni delle frecce sono proporzionali al flusso degli elettroni. 159