Acidi forti: caratteristiche, esempi, costanti di equilibrio

Gli acidi forti possono essere considerati dissociati al 100% e pertanto il pH di una loro soluzione è pari a – log della concentrazione dell’acido.
Secondo Arrhenius gli acidi sono quelle specie in grado di liberare ioni H+ in soluzione mentre secondo Brönsted-Lowry gli acidi sono quelle specie donatrici di protoni.

La maggior parte degli acidi che possono essere considerati acidi di Arrhenius sono anche acidi mentre secondo Brönsted-Lowry.
Nonostante appartengano alla categoria di acidi molti composti sia inorganici che organici gli acidi forti sono relativamente pochi se paragonati agli acidi deboli che sono in quantità notevolmente superiore.

Caratteristiche

acidi forti

Gli acidi forti sono caratterizzati da una costante di equilibrio Ka molto elevata e, se sono molto concentrati, hanno un pH inferiore a zero. Ad esempio l’acido cloridrico che è un acido forte, la cui costante è dell’ordine di 106, se ha una concentrazione superiore a 1 M ha un pH minore di zero. Il pH infatti è definito come:

pH = – log [H+] e, se [H+] è maggire di 1 come ad esempio 1.5 si ha che pH = – log 1.5 = – 1.8.

Per gli acidi la concentrazione di ioni H+ coincide con la concentrazione dell’acido.
Ad esempio per HCl la cui dissociazione in acqua può essere scritta come:
HCl + H2O → H3O+ + Cl
Se la concentrazione di HCl è 0.10 molare allora [H3O+] = 0.10 e quindi pH = 1.0

Valori delle costanti di equilibrio

Si riportano in tabella gli acidi forti secondo l’ordine di acidità decrescente:

Nome Formula Ionizzazione Ka
Acido perclorico HClO4 H3O+ + ClO4 1010
Acido iodidrico HI H3O+  + I 109.3
Acido bromidrico HBr H3O+  + Br 108.7
Acido cloridrico HCl H3O+  + Cl 106
Acido solforico * H2SO4 H3O+  + HSO4 103
Acido p.toluensolfonico CH3C6H4SO3H ** H3O+  + CH3C6H4SO3 102.8
Acido nitrico HNO3 H3O+  + NO3 102
Acido metansolfonico CH3SO3H H3O+ + CH3SO3 101.9

 

* Si noti che l’acido solforico è un acido diprotico che è forte solo nella prima dissociazione mentre la seconda dissociazione è regolata da una Ka dell’ordine di 10-2. Per il calcolo del pH di una soluzione di acido solforico quindi esso va considerato totalmente dissociato solo nella prima dissociazione.

** Gli acidi p-toluensolfonico e metansolfonico sono acidi organici.

I valori di pKa degli acidi forti sono minori di zero infatti pKa è definito come – log Ka e pertanto, per l’acido perclorico – log 1010 = – 10

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