RIPASSO ACIDI E BASI

Per capire che cosa sono un acido e una base dal punto di vista chimico, bisogna riferirsi ad alcune proprietà chimiche dell'acqua.
L'acqua, sia solida (ghiaccio), sia liquida o gassosa (vapore acqueo), è formata da molecole, contenenti un atomo di ossigeno centrale e due atomi di idrogeno laterali ciascuna (H2O).

Le molecole sono a forma di “V”piegate, con un angolo un po' maggiore di un angolo retto.

Nell'acqua liquida pura un certo numero di molecole si separa in uno ione idrogeno (H+) e uno ione ossidrile (o idrossido, OH-). Il numero di ioni H+ e OH- (in acqua pura sono uguali) risulta di circa 62 milioni di miliardi per ogni litro di acqua. Il numero di ioni H+ e OH- presenti in un litro d'acqua corrisponde alla loro concentrazione.

Dunque che cosa sono gli acidi e le basi?

• gli acidi sono le sostanze che sciogliendosi in acqua liberano ioni H+ 

• le basi sono le sostanze che sciogliendosi in acqua liberano ioni OH-. 

Quando una sostanza si scioglie in acqua in modo tale da ottenere un liquido omogeneo -senza che si separi un solido, un altro liquido o un gas sotto forma di bolle- si è formata una soluzione acquosa.
Nelle soluzioni acide e basiche, quindi, la concentrazione di ioni H+ o OH-, rispettivamente, è maggiore rispetto all'acqua pura.

Gli acidi cloridrico e solforico e gli idrossidi di sodio e di calcio liberano in soluzione tutti gli ioni H+ e OH- che possiedono e, per questo, sono definiti acidi e basi forti.
Oltre agli acidi e alle basi forti esistono anche gli acidi e le basi deboli. Gli acidi e le basi deboli si chiamano così perché le moli per litro di ioni H+ o OH-liberati nelle loro soluzioni sono meno delle moli per litro di acido o di base disciolti.

Alcuni acidi, invece, non contengono ioni H+, come ad esempio l'anidride carbonica (CO2) o l'anidride solforosa (SO2), così come alcune basi non contengono ioni OH-, come l'ammoniaca (NH3).

Per questi tipi di acidi e di basi, gli ioni H+ o OH- liberati in soluzione derivano da molecole di acqua che reagiscono con l'acido o la base sciolti (idrolisi). Si noti che quando la concentrazione di ioni H+ aumenta per aggiunta di un acido all'acqua, allo stesso tempo diminuisce quella degli ioni OH-. L'inverso accade per aggiunta di una base. Infatti, se si moltiplica la concentrazione di ioni H+ e per quella di ioni OH- dell'acqua acqua pura o di una qualunque soluzione acida o basica si ottiene sempre lo stesso numero (purché le concentrazioni siano misurate alla stessa temperatura), che è noto e rappresenta un'importante proprietà chimico-fisica dell'acqua (costante di dissociazione ionica o di autoprotolisi).

In chimica si esprime il fatto che moltiplicando la concentrazione di ioni H+ e ioni OH- dell'acqua pura o di una qualunque soluzione acquosa si ottenga un valore costante affermando che gli ioni H+ e OH- sono “in equilibrio fra loro”, come su una specie di altalena. In questo modo, una volta che sia nota la concentrazione di ioni H+ di una soluzione è sempre possibile calcolare immediatamente quella di ioni OH-. Ne deriva che tanto il grado di acidità che di basicità di una soluzione acquosa si può misurare come funzione della sola concentrazione di ioni H+.

Esso viene espresso attraverso la scala del pH, che in acqua può variare da 0 a 14: se è minore di 7 la soluzione è acida, se è maggiore di 7 la soluzione è basica, se è uguale a 7 la soluzione è neutra. Il pH dell'acqua pura è uguale a 7 (tuttavia se si misura il pH dell'acqua conservata a contatto dell'aria, esso risulta più basso, circa 5,5; ciò è dovuto al fatto che un po' dell'anidride carbonica, acida, presente nell'aria si scioglie in acqua). La scala del pH è definita in modo che tanto più grande è il pH tanto meno acido e tanto più basico è l'ambiente. Si noti che ad ogni variazione di una, due, tre unità di pH le concentrazioni di ioni H+ e OH- variano di 10, 100, 1000 volte, rispettivamente e così via. Per esempio, a pH = 2 la concentrazione di ioni H+ è uguale a un centesimo di mole per litro, a pH = 3 è uguale a un millesimo, cioè dieci volte meno. 

Che cosa succede se si mescolano nella stessa soluzione sia un acido che una base?
Mescolando un acido con una base in generale otteniamo una reazione di neutralizzazione, accompagnata dalla formazione di un sale.  Se la quantità di ioni H+ liberati dall'acido forte supera quella di ioni OH- liberati dalla base forte, questi  ultimi non bastano a neutralizzare tutti gli ioni H+ e la soluzione finale risulta acida. Viceversa, se la  quantità di ioni OH- liberati dalla base forte supera quella di ioni H+ liberati dall'acido forte,
questi ultimi non  bastano a neutralizzare tutti gli ioni OH- e la soluzione finale risulta basica.
Dunque si può far variare il pH di una soluzione aggiungendo un acido o una base, a seconda dei casi: l'aggiunta di un acido fa diminuire il pH e può rendere acida una soluzione inizialmente basica, purché la quantità di acido aggiunta sia abbastanza grande. L'aggiunta di una base fa aumentare il pH e può rendere basica una soluzione inizialmente acida, purché la quantità di base sia sufficiente. 


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