L’idrolisi salina è quel preciso processo chimico che si verifica nel momento in cui il sale si scioglie all’interno dell’acqua e dà vita a ioni che reagiscono, di conseguenza, con l’acqua stessa.
È bene sapere che questa tipologia di fenomeno riveste un’importanza fondamentale nell’ambito della chimica, proprio perché molte reazioni dell’idrolisi salina determinano lo scambio di ioni di idrogeno (H+) e di idrossido (OH-), con la formazione di sostanze acide o basiche 🧪
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In questa guida, andremo a esplorare nel dettaglio tutti gli elementi principali che caratterizzano l’idrolisi salina, i suoi processi e le funzioni chimiche che svolge.
Come funziona l’idrolisi: gli elementi del processo
Partiamo subito con il premettere che i sali che vengono sottoposti a idrolisi possono essere sia acidi forti e basi deboli, sia acidi deboli e basi forti.
All’interno della prima categoria troviamo, ad esempio, il cloruro di ammonio (NH4Cl) e il nitrato di sodio (NaNO3), mentre per quanto riguarda la seconda abbiamo il cloruro di sodio (NaCl) e il bromuro di potassio (KBr).
Ogni singolo sale, naturalmente, ha una sua specifica costante di idrolisi, che serve a determinare il grado di reazione acido-base che si genera all’interno di una soluzione acquosa 🧪
Entrando nel vivo dell’argomento dobbiamo considerare il concetto di costante di equilibrio dell’idrolisi. Tale fattore ci permette di capire quanto il sale riesce a dissociarsi in ione acido o in ione base dentro una soluzione acquosa.
Ma da cosa dipende la costante di equilibrio?
Principalmente dalla temperatura e dal livello di concentrazione degli ioni in soluzione. Un ulteriore elemento fondamentale è la reazione di idrolisi stessa. Questa avviene tra l’acqua e il sale e permette di produrre ioni acido e ioni base. Precisiamo che è possibile calcolarla utilizzando l’equazione di equilibrio dell’idrolisi ✍️
In parole povere, se prendiamo in considerazione il sale di ammonio (NH4Cl), la reazione di idrolisi sarà
NH4Cl + H2O -> NH4OH + HCl ⚗️
Cosa avviene in questo caso? Il sale di ammonio si dissocia in ione ammonio (NH4+) e in ione cloruro (Cl-) in soluzione, dando vita allo ione ammonio e all’acido cloridrico.
Idrolisi salina e calcolo del pH
Nelle reazioni di idrolisi salina bisogna considerare il pH della soluzione ottenuta, esso dipende dall’effettiva concentrazione degli ioni acido e base in soluzione.
Per calcolare il pH si può utilizzare l’equazione di equilibrio della reazione di idrolisi e valutare la costante di equilibrio:
- Se è bassa, la soluzione sarà caratterizzata da un pH acido 🧪
- Se è alta, la soluzione avrà un pH basico ⚗️
Ovviamente, ci teniamo a sottolineare che la reazione di idrolisi salina può avere effetti differenti, che variano in base alle caratteristiche specifiche del sale.
Ad esempio, determinati tipi di sale possono dar vita a soluzioni neutre, mentre altri formano soluzioni basiche o acide. Tutto ciò dipende, principalmente, dalla reale capacità del sale di riuscire a produrre ioni acido o base in soluzione.
Quando il pH della soluzione (ottenuta tramite la reazione di idrolisi) è diverso da 7, ovvero quando produce acqua, la reazione che sta avvenendo coinvolge ioni idrogeno e ioni idrossido.
Per chiarirti tale concetto, considera la reazione tra ioni ammonio e ioni idrossido, che ti permette di ottenere:
NH4OH + HCl -> NH4Cl + H2O ⚛️
In quest’ultimo caso, gli ioni ammonio e quelli idrossido arrivano a combinarsi, così da formare acqua e sale.
Infine, è doveroso citare anche gli effetti che l’idrolisi salina ha sulle proprietà fisiche e chimiche delle soluzioni. La presenza di ioni acido e base, soltanto per fare un esempio, può influire in modo determinante sulla reattività della soluzione e sulla solubilità dei suoi composti.
In più, le soluzioni che si ottengono tramite la reazione di idrolisi possono anche avere un effetto tampone sul pH, così da stabilizzare la concentrazione di H+ e OH- in soluzione.
Il pH delle soluzioni in relazione a cationi e anioni
Nelle soluzioni di cloruro di potassio e cloruro di ammonio il pH dipende dalla natura dei cationi e degli anioni presenti all’interno delle soluzioni stesse.
Per comprendere appieno se una soluzione sarà neutra, basica o acida è fondamentale tener conto delle proprietà specifiche di:
- Potassio (K+) 🍌
- Ammonio (NH4+) ⚗️
- Cloruro (Cl-) 🧪
Il cloruro di potassio, indicato con KCl, è caratterizzato dal catione potassio (K+) e dall’anione cloruro (Cl-). Il potassio è un catione che ha origine da un metallo alcalino.
Tendenzialmente, forma delle soluzioni neutre (e in alcuni casi leggermente basiche).
Il pH di KCl sarà 7 perché la soluzione è neutra. Ti ricordiamo, inoltre, che KCl è un sale che deriva dalla neutralizzazione di KOH e HCl, entrambi forti.
Il cloruro, d’altra parte, è un anione che nasce da un acido forte (HCl) e non influenza in maniera significativa il pH della soluzione. Di conseguenza, una soluzione di cloruro di potassio sarà neutra o leggermente basica ⚛️
Invece il cloruro di ammonio, NH4Cl, è composto dal catione ammonio (NH4+) e dall’anione cloruro (Cl-). L’ammonio è un catione derivato dall’ammoniaca, che è una base debole.
Nel momento in cui si dissolve in acqua, l’ammonio può rilasciare ioni H+, dando vita a una soluzione acida. Il cloruro, come quello di potassio ad esempio, non ha influenze rilevanti sul pH della soluzione. Ecco perché una soluzione di cloruro di ammonio sarà acida 🧪
Il pH, in questo caso, è minore di 7, proprio perché deriva da una base debole (NH3) e da un acido forte (HCl), che fanno risultare la soluzione acida per l’appunto (pH = 7).
Reazioni acide, basiche e neutre
È possibile affermare, quindi, che la natura dei cationi e degli anioni che caratterizzano una soluzione può determinare se essa sarà neutra, basica o acida, seguendo tale logica:
- È neutra se nella soluzione l’anione e il catione hanno origine da acidi e basi forti – per esempio se unisci un acido acetico (CH3COOH) con idrossido di sodio (NaOH), avrai un acetato di sodio (CH3COONa) e acqua (H2O).
La reazione che si ottiene, quindi, è: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O ⚛️ - È basica se l’anione deriva da un acido debole, mentre il catione da una base forte (ad esempio CH3COONa – per esempio unendo acido nitrico (HNO3) con idrossido di sodio (NaOH), il risultato sarà nitrato di sodio (NaNO3) e acqua (H2O).
La reazione chimica, invece, è: HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O. ⚗️ - È acida se nella soluzione l’anione proviene da un acido forte e il catione da una base debole (come NH4Cl) – per esempio se unisci acido cloridrico (HCI) con idrossido di alluminio (Al(OH)3), avrai come risultato il cloruro di alluminio (AlCl3) e acqua (H2O). In questo caso, la reazione chimica è: HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + H2O 🧪
Come avrai bene capito, quindi, le combinazioni tra acidi e basi possono portare ad avere soluzioni con livelli di acidità o basicità differenti. Il risultato dipende dalla forza dei reagenti che vengono utilizzati.
Comprendere questi risultati è importante per riuscire a controllare e per prevedere le reazioni chimiche.
Qual è il ruolo della carica nell’idrolisi salina?
Se desideri comprendere in maniera completa tutto ciò che riguarda l’idrolisi salina, non puoi non conoscere in modo approfondito le cariche legate a questo processo. Quelle positive derivano dalla base, mentre le negative dall’acido ⚛️
Entrambe hanno un ruolo attivo nel determinare il pH. Dato che l’acqua va incontro all’idrolisi in maniera del tutto naturale, all’interno della soluzione tendono ad apparire delle molecole negative e positive in quantità equilibrata. L’annullamento reciproco di quest’ultime porta a una soluzione neutra.
Infine, dopo tutte le informazioni acquisite sull’idrolisi salina, c’è un ultimo concetto che devi assolutamente conoscere, ovvero come riuscire a calcolare con precisione l’entità di una soluzione.
Per prima cosa, devi fare una distinzione tra i composti forti e quelli deboli, sia che si tratti di acidi che di basi.
Per comprendere se un acido o una base è forte o debole, è utile conoscere alcune caratteristiche generali e fare riferimento a liste o tabelle che classificano gli acidi e le basi più comuni:
| Reagenti | Dissociazione in Acqua | Esempi Comuni |
|---|---|---|
| Acidi Forti | Completa | Acido Cloridrico (HCl) Acido Nitrico (HNO3) Acido Solforico (H2SO4) |
| Acidi Deboli | Parziale | Acido Acetico (CH3COOH) Acido Carbonico (H2CO3) Acido Fosforico (H3PO4) |
| Basi Forti | Completa | Idrossido di Sodio (NaOH) Idrossido di Potassio (KOH) Idrossido di Calcio (Ca(OH)2) |
| Basi Deboli | Parziale | Ammoniaca (NH3) Idrossido di Ammonio (NH4OH) |
Comprendere se un acido o una base è forte o debole è fondamentale per prevedere il comportamento di un sale in soluzione. Questi esempi illustrano come la natura degli acidi e delle basi che formano un sale influenzi il pH della soluzione risultante dall’idrolisi salina.
Idrolisi salina: rispondi a ogni quiz
Come puoi vedere, ricordare i fattori e le condizioni che influenzano il calcolo del pH e le reazioni di idrolisi ti aiuta a capire meglio la chimica e a risolvere gli esercizi senza difficoltà 🧠
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