Di Riti Gupta, aggiornato il 24 marzo 2022
Gli incontri quotidiani, dalla spremitura del succo di lime su un taco alla pulizia di uno scarico intasato, ci introducono agli acidi e alle basi senza che ce ne rendiamo conto. Il succo di lime è acido, mentre un tipico detergente per scarichi contiene una base forte che dissolve gli intasamenti.
Ma cosa distingue esattamente queste due classi di sostanze chimiche a livello molecolare? Quali punti in comune condividono e in cosa differiscono i loro comportamenti?
La classificazione più semplice è l'Arrhenius definizione, che si applica solo alle soluzioni acquose. Un acido Arrhenius aumenta la concentrazione di ioni idronio (H₃O⁺), mentre una base Arrhenius aumenta gli ioni idrossido (OH⁻). Esempi classici sono rispettivamente l'acido cloridrico (HCl) e l'idrossido di sodio (NaOH).
Gli acidi donano protoni nell'acqua; le basi forniscono ioni idrossido.
Poiché Arrhenius si concentra esclusivamente sull'acqua, non può descrivere reazioni non acquose. Il Brønsted–Lowry quadro estende il concetto enfatizzando il trasferimento di protoni. Qualsiasi specie che dona un protone è un acido; qualsiasi specie che accetta un protone è una base. Di conseguenza, tutti gli acidi e le basi di Arrhenius sono anche acidi e basi di Brønsted-Lowry.
La descrizione più inclusiva è Lewis definizione, che tratta gli acidi come accettori di coppie di elettroni e le basi come donatori di coppie di elettroni. In quest'ottica, un acido può formare un legame covalente con la coppia di elettroni di una base, ampliando la gamma di reazioni che possono essere classificate come acido-base.
Gli acidi di Lewis accettano coppie di elettroni; Le basi Lewis li donano.
Per determinare se una sostanza è acida o basica, i chimici utilizzano la scala del pH, che quantifica la concentrazione di ioni idrogeno. Il pH è definito come il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idronio:
\\(\\mathrm{pH=-log[H^+]}\\)
Allo stesso modo, il pOH è il logaritmo negativo della concentrazione dello ione idrossido:
\\(\\mathrm{pOH=-log[OH^-]}\\)
Poiché l'acqua è neutra quando [H⁺] =[OH⁻], la relazione pH + pOH =14 si mantiene a 25°C.
Un pH inferiore a 7 indica acidità, un pH pari a 7 denota neutralità e un pH superiore a 7 segnala una base. Per misurazioni precise viene utilizzato un pHmetro; per una valutazione rapida, le definizioni di cui sopra forniscono una guida affidabile.
