Acidi, Basi, e la scala del pH
I termini acido e base descrivono caratteristiche chimiche di molte sostanze che usiamo quotidianamente. Le cose acide hanno un sapore aspro. Le cose basiche o alcaline hanno un sapore saponoso. Gli acidi forti sono corrosivi e le basi forti sono caustiche; entrambi possono causare gravi danni alla pelle che sembra una bruciatura. Tuttavia, gli acidi e le basi lievi sono comuni e relativamente innocui per noi. Cosa rende una sostanza acida o basica? La seguente equazione è un buon punto di partenza:
Iniziamo con due molecole di acqua, e spostiamo alcuni atomi di idrogeno. Una molecola d’acqua guadagna un idrogeno e quindi assume una carica positiva, mentre l’altra molecola d’acqua perde un atomo di idrogeno e quindi si carica negativamente. H3O+ è chiamato ione idronio, e rende le cose acide. OH- è chiamato ione idrossile e rende le cose basiche. Tuttavia, nell’acqua, c’è un equilibrio fra gli idroni e gli idrossili in modo che si annullino a vicenda le cariche. L’acqua pura non è né acida né basica; è neutra.
Quindi come fa qualcosa a diventare acido o basico? Succede quando gli idroni e gli idrossili non sono in equilibrio. Se ci sono più idroni caricati positivamente che idrossili caricati negativamente, allora la sostanza è acida. Se ci sono più idrossili caricati negativamente che idronio caricati positivamente, allora la sostanza diventa basica. pH sta effettivamente per “potenziale (o potenza) dell’idrogeno”.
Nota: A volte la gente scrive H+ come abbreviazione di H3O+ e questo può causare confusione, perché a volte quando la gente scrive H+ intende davvero solo H+ e non H3O+. Fai attenzione a questo, e chiedi chiarimenti!
Quando dissolviamo acidi in acqua, creiamo un eccesso di idroni. Quando dissolviamo basi in acqua, creiamo un eccesso di idrossili. Ecco due esempi. L’aceto, un acido debole, ha una formula chimica di CH3COOH. Quando è dissolto in acqua, diventa CH3COO- e H+. Gli ioni H+ si combinano con le molecole d’acqua per formare H3O+, quindi la soluzione diventa acida. Ora guardiamo la liscivia, una base forte con la formula chimica NaOH (idrossido di sodio). Se aggiungiamo NaOH all’acqua, si dissocia in Na+ e OH-. Il sodio non fa nulla di importante, ma gli idrossili rendono la soluzione più basica.
Un’ultima domanda: Perché gli acidi forti e le basi forti sono così sgradevoli? È perché non sono in equilibrio. O hanno troppe cariche positive e cercano le negative per tornare in equilibrio, o hanno troppe cariche negative e cercano le positive per tornare in equilibrio. Questo li rende molto reattivi con qualsiasi cosa con cui entrano in contatto. Quando le cariche positive e negative sono in numero uguale, si neutralizzano a vicenda.