Acidi e basi sono composti con una cosa importante in comune: quando li immergi in una soluzione, rilasciano ioni liberi. In una soluzione acquosa, che è la più comune, il modo tradizionale per differenziarli è che un acido rilasci idrogeno positivo (H+) ioni mentre una base rilascia idrossido negativo (OH-) quelli. I chimici misurano la forza di un acido o di una base in base al suo pH, che è un termine che si riferisce al "potere dell'idrogeno". Il punto medio della scala del pH è neutro. I composti con un pH inferiore al valore medio sono acidi mentre quelli con un valore più alto sono basici o alcalini.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Gli acidi hanno un sapore acido mentre le basi hanno un sapore amaro. Un acido reagisce con i metalli per produrre bolle di gas idrogeno mentre una base risulta viscida al tatto. Gli acidi fanno diventare rossa la cartina tornasole blu mentre le basi diventano blu la cartina tornasole rossa.
Definizioni in evoluzione
La teoria di un composto acido o basico che rilascia rispettivamente ioni idrogeno o idrossido fu introdotta dal chimico svedese Svante Arrhenius nel 1884. La teoria di Arrhenius spiega generalmente come si comportano gli acidi e le basi in soluzione e perché si combinano per formare sali, ma non spiega perché certi composti che non contengono ioni idrossido, come l'ammoniaca, possono formare basi in soluzione.
La teoria di Brønsted-Lowry, introdotta nel 1923 dai chimici Johannes Nicolaus Brønsted e Thomas Martin Lowry, rettifica questo definendo gli acidi come donatori di protoni e le basi come accettori di protoni. Questa è la definizione su cui si basano più spesso i chimici quando analizzano soluzioni acquose.
Una terza teoria, introdotta dal chimico di Berkeley G.N. Lewis, sempre nel 1923, considera gli acidi come accettori di coppie di elettroni e le basi come donatori di coppie di elettroni. La teoria di Lewis ha il vantaggio di includere composti che non contengono affatto idrogeno, quindi allunga l'elenco delle reazioni acido-base.
La scala del pH
La scala del pH si riferisce alla concentrazione di ioni idrogeno in una soluzione a base acquosa. È il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno: pH = -log [H+]. La scala va da 0 a 14 e un valore di 7 è neutro. All'aumentare della concentrazione di ioni idrogeno, il pH si riduce, quindi valori compresi tra 0 e 7 indicano acidi, mentre valori da 7 a 14 sono basici. Valori di pH molto alti e molto bassi indicano soluzioni pericolosamente corrosive.
Il gusto degli acidi e delle basi
Se dovessi confrontare il gusto di una soluzione acida con una basica, cosa sconsigliabile se il pH è molto alto o molto basso - scopriresti che una soluzione acida ha un sapore aspro mentre una basica ha un sapore amaro. Il sapore aspro degli agrumi è dovuto all'acido citrico che contengono, l'aceto è acido perché contiene acido acetico e il latte acido è ricco di acido lattico. L'acqua minerale alcalinizzante, invece, ha un sapore dolce ma decisamente amaro.
Le basi si sentono viscide, gli acidi fanno gas
Quando una soluzione alcalina come l'ammoniaca e l'acqua si combina con gli acidi grassi, produce sapone. Questo è ciò che accade su piccola scala quando esegui una soluzione di base tra le dita. La soluzione risulta scivolosa o viscida al tatto perché la soluzione alcalina si combina con gli acidi grassi delle dita.
Una soluzione acida non è viscida, ma se ci immergi del metallo farà delle bolle. Gli ioni idrogeno reagiscono con il metallo per produrre gas idrogeno, che bolle nella parte superiore della soluzione e si dissipa.
La prova del tornasole
Il secolare test per acidi e basi, la cartina di tornasole è carta da filtro che è stata trattata con coloranti a base di licheni. Un acido fa diventare rossa la cartina tornasole blu, mentre una base fa diventare blu la cartina tornasole rossa. La cartina di tornasole funziona meglio se il pH è inferiore a 4,5 o superiore a 8,3.