Pillole Testbusters – Chimica: idrolisi salina

Cos’è l’idrolisi salina?

L’idrolisi salina è uno degli argomenti che più spesso ricorre in chimica, ed è necessario comprenderlo al meglio per svolgere la moltitudine di esercizi che si presentano. Questo fenomeno consiste nella dissociazione in acqua di un sale, cioè la disgregazione in ioni del composto.

Per riuscire a capire il meccanismo di idrolisi dei sali dobbiamo partire però dagli acidi e dalle basi che lo compongono.

Gli acidi e le basi, come i sali, in acqua si dissociano in ioni: alcuni composti si dissociano completamente (e sono quindi ritenuti forti) mentre altri si dissociano solo parzialmente (e sono quindi ritenuti deboli).

Facendo riferimento all’immagine, un acido è composto da due subunità: 

  • la subunità arancione rappresenta l’H+ 

  • quella gialla rappresenta lo ione del non metallo che compone l’acido.

Fuori dall’acqua, le 2 subunità sono unite. 

Ipotizziamo quindi di mettere 10 coppie di palline (quindi 10 molecole di un acido) in acqua: se tutte e dieci le coppie dissociassero, e dunque ogni molecola di acido rilasciasse il suo protone, potremmo chiamare quest’ultimo un acido “forte”. Per converso, se solo una parte delle coppie si separasse, e dunque solo una frazione di molecole di acido cedesse il proprio protone, definiremmo quest’ultimo come “debole”.

Lo stesso esempio potremmo farlo considerando una base: la pallina arancione rappresenterebbe OH, mentre la gialla lo ione del metallo che lo compone, e anche in questo caso varrebbe la stessa definizione per base forte/debole.

Prima di proseguire, ricordiamo che l’acidità o la basicità di una soluzione sono determinate dalla prevalenza rispettivamente di ioni H+ o ioni OH, mentre le soluzioni neutre sono caratterizzate da una equivalenza di queste due componenti.

I sali sono composti costituiti da un metallo, derivante da una base, e da un non metallo/anione poliatomico a seconda dell’acido dal quale derivino. Ad esempio:

  • NaCl:
    il metallo Na
    + deriva dalla base NaOH mentre il non metallo è Cl e deriva dall’acido HCl.
  • BaSO4:
    il metallo Ba2
    + deriva dalla base Ba(OH)2 mentre l’anione poliatomico SO42- deriva dell’acido H2SO4

Se posti in una soluzione acquosa, i sali dissocerebbero,  contribuendo o meno (in base alle loro caratteristiche) a determinare il pH della soluzione. 

In linea generale, la regola vigente è la seguente, ovvero “il forte vince sul debole” ma analizziamo più nello specifico: 

  • se il sale fosse il risultato di una reazione tra acido forte e base debole otterremmo un’idrolisi salina ACIDA, acidificando il pH della soluzione di partenza (si avvicina allo 0). Questo poiché derivando da un acido forte la componente acida del sale (non metallo/anione poliatomico) presenta una forte tendenza a volersi liberare del H+ (quando si trova nella forma acida di partenza) e allo stesso si oppone ad un eventuale ricongiungimento con esso (disciolto in soluzione dalla forma salina). Es: NH4Cl deriva da HCl + NH3;

 

  • se il sale fosse il risultato di una reazione tra acido debole e base forte otterremmo un’idrolisi salina BASICA, basificando il pH della soluzione di partenza (si avvicina a 14).Questo poiché derivando da una base forte la componente basica del sale (metallo) presenta una forte tendenza a volersi liberare dell’OH (quando si trova nella forma basica di partenza) e allo stesso si oppone ad un eventuale ricongiungimento con esso. Es: NaF deriva da HF + NaOH;

 

  • se il sale fosse il risultato di una reazione tra acido forte e base forte otterremmo un’idrolisi salina NEUTRA, che non modifica il pH della soluzione di partenza. Questo poiché derivando da un acido e una base forti la componente acida (non metallo/anione poliatomico) e la componente basica del sale (metallo) presentano entrambe una forte tendenza ad opporsi ad un eventuale ricongiungimento con i corrispettivi ioni di partenza (H+ per la componente acida e OH per la componente basica). Es: NaCl deriva da HCl + NaOH;

 

  • se il sale fosse il risultato di una reazione tra acido debole e base debole avremmo la necessità di conoscere la Ka e la Kb (costanti di dissociazione acida e basica) dell’acido e della base rispettivamente, forniteci tipicamente dal testo dell’esercizio. La Ka e la Kb andranno comparate e si potrà parlare di: idrolisi ACIDA qualora la Ka>Kb (con avvicinamento del pH verso lo 0), di idrolisi BASICA qualora la Ka<Kb (con avvicinamento del pH verso il 14) o idrolisi NEUTRA qualora la Ka=Kb (il pH rimane uguale a quello di partenza). Es: Fe2S3 deriva da H2S + Fe(OH)3.

ESERCIZIO 1

Se aggiungiamo ad una soluzione acquosa, quantità rilevanti di KBr otterremo una soluzione:
  1. Basica, perché HBr è una base forte
  2. Basica, perché KOH è una base forte
  3. Acida, perché KOH è un acido forte
  4. Acida, perché HBr è un acido forte
  5. Neutra

K deriva da KOH che è una base forte, Br deriva da HBr che è un acido forte, per cui, in qualsiasi quantità li mettiamo il pH dell’acqua non varia. Risposta corretta E

ESERCIZIO 2

Se aggiungiamo a 100 ml di una soluzione leggermente basica (poco più di 7) grandi quantità di CH3COONa il pH finale della soluzione sarà:
  1. Uguale a prima
  2. Più acido, perchè CH3COOH è un acido forte
  3. Più acido, perché anche se CH3COOH è debole è pur sempre un acido
  4. Più basico
  5. Neutro

Il sale CH3COONa è costituito da CH3COOH che è un acido debole e NaOH che è una base forte, il sale sarà quindi fortemente basico. Messo in ambiente LEGGERMENTE basico in GRANDI quantità, renderà sicuramente più basico l’ambiente. Avendo grandi quantità di sale, il pH sarebbe potuto rimanere uguale solo se la basicità del sale fosse stata equivalente a quella della soluzione ma NaOH è molto basico. La soluzione risultante sarebbe potuta essere più acida solo se la soluzione iniziale fosse stata molto più basica del sale o se il sale fosse stato neutro o acido. Inoltre le risposte B e C sono sbagliate per la spiegazione, CH3COOH è infatti un acido debole e il sale è basico quindi l’acido non concorre ad abbassare il pH. Risposta corretta D

Crediamo in un modo migliore di apprendere e di insegnare, più coinvolgente e basato sulla formazione tra pari.

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