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Forza degli acidi

La forza degli  acidi dipende dalla forza del legame H-A e dalla stabilità della base coniugata.  Nelle soluzioni acquose, la forza degli acidi misura la tendenza a cedere protoni all’acqua. Gli acidi forti sono quelli che possono essere considerati dissociati al 100% mentre gli acidi deboli sono caratterizzati dal fatto che la loro dissociazione in acqua non è completa, ma è una reazione di equilibrio, e come tale la loro dissociazione è correlata ad una costante di equilibrio indicata con K_a

Fattori che influenzano la forza degli acidi

Elettronegatività

La forza degli acidi è strettamente correlata alla loro struttura: secondo la teoria di Brønsted e Lowry un acido è un donatore di protoni e una base un accettore di protoni. Quando un acido dona un protone si trasforma nella sua base coniugata mentre quando una base accetta un protone si trasforma. La forza di un acido è quindi dovuta alla stabilità della base coniugata.

Si considerino le specie CH₃OH e NH₃ e si valutino le rispettive basi coniugate ovvero CH₃O^– e NH₂^–.

Nel caso dello ione CH₃O^– la carica negativa è presente sull’ossigeno mentre nel caso di NH₂^– la carica negativa è presente sull’azoto.

Poiché l’ossigeno è più elettronegativo dell’azoto CH₃O^– è più stabile di NH₂^– e pertanto CH₃OH ha una forza acida maggiore rispetto a NH₃.

Per prevedere la forza degli acidi ci si può attenere ai seguenti steps:

• Individuare l’idrogeno acido
• Paragonare i valori di elettronegatività degli elementi a cui è legato l’idrogeno
• La stabilità relativa della base coniugata segue lo stesso ordine dell’elettronegatività: la base contenente l’elemento più elettronegativo è più stabile
• Quanto più stabile è la base coniugata tanto è più forte l’acido

Si considerino i seguenti composti:

CH₄, NH₃, H₂O e HF

L’ordine di elettronegatività è: C < N < O < F

La stabilità delle rispettive basi coniugate è quindi:

CH₃^– < NH₂^–, < OH^– < F^–

La forza acida è quindi:

CH₄ < NH₃ < H₂O < HF

Dimensioni dell’atomo

Si considerino gli acidi di atomi appartenenti allo stesso gruppo: HF, HCl, HBr e HI

L’ordine di elettronegatività è: I < Br < Cl < F

Tuttavia i raggi atomici seguono l’ordine inverso e pertanto la carica negativa delle rispettive basi coniugate viene meglio dispersa all’aumentare delle dimensioni dell’atomo quindi l’ordine di stabilità relativo delle basi coniugate è:

F^– < Cl^– < Br^– < I^–

La forza acida è quindi:

HF < HCl < HBr < HI