Dispense VERIFICATO
chimica generale
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Di cosa parla
- Definizione e Composizione: Un tampone acido-base è una soluzione che limita le variazioni di pH derivanti dall'aggiunta di un acido o di una base forte. È costituito da un acido debole e la sua base coniugata, oppure da una base debole e il suo acido coniugato.
- Principio di Funzionamento: I tamponi operano attraverso il meccanismo dello ione comune. Quando viene aggiunto un acido forte, la base coniugata del tampone lo neutralizza; quando viene aggiunta una base forte, l'acido debole del tampone la neutralizza, spostando gli equilibri per minimizzare il cambiamento di pH.
- Esempio di Buffer Acido (Acetico/Acetato):
- Equilibrio: CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
- Aggiunta di acido forte (H3O+): CH3COO- + H3O+ → CH3COOH + H2O (l'equilibrio si sposta a sinistra).
- Aggiunta di base forte (OH-): CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O (l'equilibrio si sposta a destra).
- Equazione di Henderson-Hasselbalch: Consente di calcolare il pH di una soluzione tampone: pH = pKa + log10([Base Coniugata]/[Acido]). Analogamente, per un tampone basico: pOH = pKb + log10([Acido Coniugato]/[Base]).
- Potere Tamponante: È la misura della capacità di un tampone di resistere ai cambiamenti di pH.
- Dipende dalla concentrazione assoluta delle specie tamponanti: maggiori concentrazioni aumentano il potere tamponante.
- È massimo quando le concentrazioni dell'acido debole e della sua base coniugata (o viceversa) sono uguali, cioè quando pH = pKa (o pOH = pKb).
- Campo di Tamponamento: È l'intervallo di pH in cui il tampone agisce efficacemente. Generalmente, un tampone è efficace quando il rapporto tra le concentrazioni della base coniugata e dell'acido debole è compreso tra 0,1 e 10. Questo corrisponde a un intervallo di pH ≈ pKa ± 1.
- Preparazione di Soluzioni Tampone:
- Metodo Diretto: Mescolare un acido debole con la sua base coniugata (sotto forma di sale) o una base debole con il suo acido coniugato (sotto forma di sale).
- Metodo Indiretto: Partire da un acido debole e aggiungere una base forte per generare la base coniugata in situ, o partire da una base debole e aggiungere un acido forte per generare l'acido coniugato. La scelta del sistema acido-base dipende dal pH desiderato (pH ≈ pKa o pOH ≈ pKb).
- Sistemi Tampone Comuni: Esempi includono l'acido acetico/acetato (pH 3.7-5.8), il fosfato diidrogeno/idrogeno (pH 6.2-8.2) e l'idrogeno carbonato/carbonato (pH 9.3-11.3).
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