Los ácidos están profundamente involucrados en innumerables procesos biológicos, geológicos y tecnológicos. Las bacterias producen ácido láctico que conserva los alimentos, los ácidos del suelo liberan nutrientes de los fertilizantes a base de rocas y los ácidos de las baterías provocan reacciones que generan energía eléctrica. El ácido clorhídrico, a menudo abreviado como HCl, es un ejemplo común de un ácido fuerte, y se pueden lograr valores de pH específicos mediante mezclas de ácido clorhídrico y agua.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
La adición de ácido clorhídrico al agua reduce el pH del agua a un valor inferior a 7,0 y produce una solución ácida.
Medir la acidez
La escala de pH, que suele oscilar entre 0 y 14, mide la concentración de iones de hidrógeno en una sustancia. Los ácidos tienen valores de pH inferiores a 7, las bases tienen valores de pH superiores a 7 y un valor de pH de 7,0 es el punto neutro. La escala de pH es negativa y logarítmica, lo que significa que un aumento de factor de diez en la concentración de iones de hidrógeno corresponde a una disminución de una unidad en la escala de pH. Agregar una sustancia ácida al agua disminuye el pH general de la solución.
Moléculas rotas, iones libres
Cuando se agrega un ácido al agua, las moléculas del ácido se separan en iones individuales en un proceso conocido como disociación. Una molécula de ácido clorhídrico, por ejemplo, está compuesta por un átomo de hidrógeno y un átomo de cloro. Cuando estas moléculas se disuelven en agua, se separan en un ion hidrógeno cargado positivamente y un ion cloro cargado negativamente. Esto conduce a una mayor concentración de iones de hidrógeno y, por tanto, a un pH más bajo. El ácido clorhídrico se clasifica como un ácido "fuerte", lo que significa que prácticamente todas las moléculas se disocian. Muchos otros ácidos, como el ácido acético, comúnmente conocido como vinagre, se clasifican como ácidos "débiles". Solo algunas de las moléculas de ácidos débiles se disocian cuando se agregan al agua.
Un ácido extremo
El ácido clorhídrico puro tiene un pH teórico de cero; en otras palabras, es extremadamente ácido. En situaciones prácticas, sin embargo, el ácido clorhídrico existe solo como sustancia diluida. En consecuencia, el pH efectivo del ácido clorhídrico depende del grado de dilución. Debido a que el pH del ácido clorhídrico es tan bajo, se producen grandes cambios de pH incluso cuando se agregan pequeñas cantidades a una solución neutra como el agua. Un ejemplo de ácido clorhídrico diluido es el ácido del estómago humano, que tiene un valor de pH de alrededor de 3.
Predicción del pH
El grado de cambio de pH que ocurre cuando se agregan al agua ácidos fuertes como el ácido clorhídrico. corresponde directamente al factor de dilución, porque todas las moléculas ácidas liberan un hidrógeno ion. Debido a que la escala de pH sigue una relación logarítmica, una dilución de factor de diez corresponde a un cambio de pH de una unidad. Por ejemplo, 1 mililitro de ácido clorhídrico agregado a 10 mililitros de agua con pH neutro da como resultado una disminución en la concentración de iones de hidrógeno en un factor de diez. Por tanto, el pH de la solución final será una unidad más alto que el pH del ácido clorhídrico original. Si se agrega 1 mililitro de ácido clorhídrico a 100 mililitros de agua, la concentración de iones de hidrógeno disminuye en dos factores de diez y el pH aumenta en dos unidades.