L'acidità di una sostanza ha una definizione scientifica rigorosa. Le persone tendono ad avere immagini di metalli che si dissolvono e buchi che bruciano attraverso le cose quando pensano ad acidi e sostanze non acide, o basi. La verità è che quanto può essere distruttiva una sostanza non è il fattore che i chimici considerano quando determinano l'acidità (o la sua mancanza) di qualcosa.
Definizione e rilevamento di un acido
Ci sono tre diverse definizioni che i chimici usano quando definiscono un acido e una base.
La definizione di Arrhenius: Gli acidi sono sostanze che, disciolte in acqua, aumentano la concentrazione di ioni H+ (cioè ioni idrogeno positivi, o protoni). Le basi sono sostanze che, disciolte in acqua, aumentano la concentrazione di ioni OH- (detti anche ioni idrossido).
La definizione di Bronstead-Lowry: un acido è una sostanza che può trasferire un protone (H) a un'altra sostanza. Una base è una sostanza che può accettare un protone (H).
La definizione di Lewis: un acido è definito come accettore di coppie di elettroni e una base come donatore di coppie di elettroni.
In pratica la maggior parte dei chimici (a meno che tu non sia un chimico organico) pensa ad acidi e basi in termini delle prime due definizioni.
Sebbene queste definizioni possano sembrare altamente tecniche, un modo infallibile per comprendere gli acidi in cucina, ad esempio, è eseguire una semplice reazione con il bicarbonato di sodio. Se hai un liquido e vuoi sapere se è acido, un modo semplice per capirlo è aggiungere un po' di bicarbonato di sodio. Il bicarbonato di sodio reagisce con gli acidi per produrre bolle.
Potresti avere familiarità con la costruzione di un vulcano da cucina fatto in casa. Mescoli l'aceto (un acido) con il bicarbonato di sodio. Si forma quando il bicarbonato di sodio reagisce con l'acido. Questo è in sostanza ciò che puoi fare per verificare se una soluzione è acida o meno. Se non è presente acido, la soluzione non bolle quando aggiungi il bicarbonato di sodio.
Forze relative degli acidi
Alcuni acidi sono più forti di altri. Conosciamo molto bene questo concetto quando prendiamo un drink di soda e lo lasciamo sulla lingua. La sensazione di bruciore deriva dall'acido nella soda. Non abbiamo questa sensazione quando teniamo in bocca acqua pura. La differenza è la forza dell'acido. Naturalmente, occorre prestare attenzione prima di mettere qualcosa in bocca.
Scientificamente parlando, un acido forte sarebbe quello che trasferisce completamente i suoi protoni (atomi H+) all'acqua senza lasciare molecole indissociate in soluzione. Un acido debole sarebbe uno che si dissocia solo parzialmente in soluzione acquosa ed esiste nella soluzione come una miscela di molecole acide e ioni componenti. Una sostanza con acidità trascurabile è quella che contiene idrogeno ma non mostra alcun comportamento acido nell'acqua (cioè l'idrogeno non si dissocia né si stacca dalla molecola).
La scala del pH
L'uso della scala del pH è un modo pratico per determinare quantitativamente quanto sia acido qualcosa. Se il pH di una soluzione è inferiore a 7, è acida. Se il pH è 7, la soluzione è neutra e se il pH è maggiore di 7, la soluzione è basica. Questa scala indica la quantità di ioni H+ reali (acidità) che galleggiano nella soluzione, che è direttamente correlata alla definizione di acido.
Rilevamento del pH di una soluzione
Esistono diversi modi per misurare il pH di una soluzione. Il metodo più comunemente noto è l'uso della cartina di tornasole. La cartina di tornasole è rivestita con una sostanza chimica che reagisce con gli acidi per cambiare il colore della carta. È quindi possibile confrontare la carta con una cartella colori standard per trovare il valore del pH. È anche comune utilizzare indicatori di soluzione per scoprire la concentrazione di acido in una soluzione. Funziona in modo simile alla cartina di tornasole, ma viene invece aggiunto alla soluzione e il colore dell'intera soluzione cambia in un colore indicativo del valore del pH. Nel laboratorio di chimica gli scienziati eseguono esperimenti di titolazione per determinare il valore del pH. Per utilizzare questo metodo è necessaria una particolare abilità tecnica. Il metodo più comune e più accurato è tramite l'uso di un pHmetro. Il misuratore elettronico contiene una sonda che è immersa nel liquido e viene misurata una corrente elettrica che può essere direttamente correlata al valore del pH. Il valore viene quindi dettato all'utente sul display del contatore. Questi misuratori di pH sono aumentati in affidabilità e facilità d'uso nel corso degli anni e sono la soluzione standard. La maggior parte di questa attrezzatura non è nella cucina di casa. Se necessario, è possibile ordinare strisce reattive per il pH (cartine di tornasole) da un negozio di cucina.
Esempi del valore del pH di varie sostanze
Questi valori sono approssimativi, ma possono darti un'idea di dove cadono le sostanze sulla scala del pH. Candeggina domestica: 12,5 Latte di magnesia: 10 Bicarbonato di sodio: 8 Acqua pura: 7 Caffè nero: 5 Vino: 3,5 Cola, aceto: 2,9 Succo gastrico: 1,2
I numeri superiori a 7 sono basici e i numeri inferiori a 7 sono acidi.