L'acqua ha deboli proprietà elettrolitiche ed è parzialmente dissociata secondo l'equilibrio:
Attraverso la legge d'azione di massa e in considerazione della debolissima dissociazione dell'acqua, si può giungere a formulare il cosiddetto prodotto ionico dell'acqua (Kw), che a 25°C vale:
Questa relazione stabilisce che in soluzione acquosa, il prodotto della concentrazione degli ioni idrogeno per la concentrazione degli ioni idrossido deve rimanere costante, pari a 10-14.
A) 10-14
B) 1014
C) 7
D) 10-5
E) 0
Commento: L'indicazione "a temperatura costante" non ha alcun senso se non si specifica il valore della temperatura.
Infatti, il valore di Kw pari a circa 10-14 è valido solo alla temperatura di 25°C. Come tutte le costanti di equilibrio, anche il valore di Kw dipende dalla temperatura e poiché la reazione di dissociazione dell'acqua è endotermica, il valore di Kw aumenta all'aumenare della temperatura e diminuisce al suo diminuire.
Se si aggiunge all'acqua una sostanza che fa aumentare la [H+] (ad esempio un acido), la [OH-] diminuisce in misura tale da mantenere costante il prodotto [H+]⋅[OH-].
Accade esattamente il contrario, se si aggiunge una sostanza (ad esempio una base) che fa aumentare la [OH-].
La stechiometria della reazione di dissociazione indica che nell'acqua "pura" (neutra) la [H+] è uguale alla [OH-]. Poiché il prodotto di queste due concentrazioni è 10-14, risulterà che:
Per motivi di praticità, ovvero per evitare di esprimersi in termini di numeri estremamente piccoli o di potenze di 10, è stato introdotto l'uso di una scala logaritmica per definire la [H+], ovvero:
Analogamente, si può definire il pOH come:
E dovrà pertanto risultare (dal prodotto ionico dell'acqua):
A) per tutte le soluzioni acquose
B) solo per le soluzioni acquose neutre
C) per tutte le soluzioni, anche non acquose
D) solo per soluzioni acide
E) solo per soluzioni basiche
Quando in una soluzione la [H+] è > 10-7, il pH è minore di 7 e la soluzione si dice acida;
quando invece la [H+] è < 10-7, il pH è maggiore di 7 e la soluzione si dice basica (o, secondo una vecchia terminologia, alcalina).
A) 3,11
B) 3,5
C) 6,12
D) 6,6
E) 8,13
Nel 2003, le risposte proposte furono: 3,12 - 3,5 - 7,2 - 8,8 - 12,2
1) A pH = 8 si ha la stessa concentrazione di H+ e OH-
2) A pH = 8 la concentrazione di H+ è maggiore di quella di OH-
3) A pH = 8 la concentrazione di OH- è maggiore di quella di H+
4) Il pH non dipende dalla concentrazione di OH-
5) A pH = 8 non vi sono H+ e OH-
1) = 7
2) > 7
3) > 6 e < 8
4) < 7
5) > 7 per soluzioni concentrate, < 7 per soluzioni diluite
A) 100 litri
B) 1000 litri
C) 10 litri
D) 2 litri
E) 6 litri
A) diventa 10
B) diventa 1
C) diventa 3
D) non varia
E) diventa 2.1
Commento agli ultimi due quesiti: Purché si tratti di soluzioni di un acido forte.
A) 0.4
B) 3
C) 4.5
D) 5
E) 10
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