Gli acidi sono profondamente coinvolti in innumerevoli processi biologici, geologici e tecnologici. I batteri producono acido lattico che conserva il cibo, gli acidi del suolo rilasciano nutrienti dai fertilizzanti a base di roccia e gli acidi nelle batterie portano a reazioni che generano energia elettrica. L'acido cloridrico, spesso abbreviato in HCl, è un esempio comune di acido forte e valori di pH specifici possono essere raggiunti attraverso miscele di acido cloridrico e acqua.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
L'aggiunta di acido cloridrico all'acqua abbassa il pH dell'acqua a un valore inferiore a 7,0 e produce una soluzione acida.
Misurare l'acidità
La scala del pH, che in genere va da 0 a 14, misura la concentrazione di ioni idrogeno in una sostanza. Gli acidi hanno valori di pH inferiori a 7, le basi hanno valori di pH superiori a 7 e un valore di pH di 7,0 è il punto neutro. La scala del pH è negativa e logaritmica, il che significa che un aumento di dieci volte la concentrazione di ioni idrogeno corrisponde a una diminuzione di un'unità sulla scala del pH. L'aggiunta di una sostanza acida all'acqua riduce il pH complessivo della soluzione.
Molecole rotte, ioni liberi
Quando un acido viene aggiunto all'acqua, le molecole dell'acido si separano in singoli ioni in un processo noto come dissociazione. Una molecola di acido cloridrico, per esempio, è composta da un atomo di idrogeno e da un atomo di cloro. Quando queste molecole si dissolvono nell'acqua, si separano in uno ione idrogeno caricato positivamente e uno ione cloro caricato negativamente. Ciò porta ad una maggiore concentrazione di ioni idrogeno e quindi ad un pH più basso. L'acido cloridrico è classificato come un acido "forte", il che significa che praticamente tutte le molecole si dissociano. Molti altri acidi, come l'acido acetico, comunemente indicato come aceto, sono classificati come acidi "deboli". Solo alcune delle molecole degli acidi deboli si dissociano quando vengono aggiunte all'acqua.
Un acido estremo
L'acido cloridrico puro ha un pH teorico pari a zero, in altre parole è estremamente acido. In situazioni pratiche, tuttavia, l'acido cloridrico esiste solo come sostanza diluita. Di conseguenza, il pH effettivo dell'acido cloridrico dipende dal grado di diluizione. Poiché il pH dell'acido cloridrico è così basso, si verificano grandi cambiamenti di pH anche quando vengono aggiunte piccole quantità a una soluzione neutra come l'acqua. Un esempio di acido cloridrico diluito è l'acido dello stomaco umano, che ha un valore di pH intorno a 3.
Previsione del pH
Il grado di variazione del pH che si verifica quando vengono aggiunti all'acqua acidi forti come l'acido cloridrico corrisponde direttamente al fattore di diluizione, perché tutte le molecole acide rilasciano un idrogeno ione. Poiché la scala del pH segue una relazione logaritmica, una diluizione del fattore dieci corrisponde a una variazione di pH di un'unità. Ad esempio, 1 millilitro di acido cloridrico aggiunto a 10 millilitri di acqua a pH neutro determina una diminuzione della concentrazione di ioni idrogeno di un fattore dieci. Pertanto, il pH della soluzione finale sarà di un'unità superiore al pH dell'acido cloridrico originale. Se si aggiunge 1 millilitro di acido cloridrico a 100 millilitri di acqua, la concentrazione di ioni idrogeno diminuisce di due fattori dieci e il pH aumenta di due unità.
