Acizii sunt profund implicați în nenumărate procese biologice, geologice și tehnologice. Bacteriile produc acid lactic care conservă alimentele, acizii solului eliberează substanțe nutritive din îngrășămintele pe bază de rocă și acizii din baterii duc la reacții care generează energie electrică. Acidul clorhidric, adesea prescurtat ca HCI, este un exemplu obișnuit de acid puternic, iar valorile specifice ale pH-ului pot fi obținute prin amestecuri de acid clorhidric și apă.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Adăugarea de acid clorhidric în apă scade pH-ul apei la o valoare mai mică de 7,0 și face o soluție acidă.
Măsurarea acidității
Scara pH-ului, care variază de obicei de la 0 la 14, măsoară concentrația ionilor de hidrogen dintr-o substanță. Acizii au valori de pH mai mici de 7, bazele au valori de pH mai mari de 7 și o valoare de pH de 7,0 este punctul neutru. Scara pH-ului este negativă și logaritmică, ceea ce înseamnă că o creștere a factorului de zece a concentrației ionilor de hidrogen corespunde unei scăderi a unei unități pe scala pH-ului. Adăugarea unei substanțe acide în apă scade pH-ul total al soluției.
Molecule rupte, ioni liberi
Când un acid este adăugat în apă, moleculele acidului se separă în ioni individuali într-un proces cunoscut sub numele de disociere. O moleculă de acid clorhidric, de exemplu, este compusă dintr-un atom de hidrogen și un atom de clor. Când aceste molecule se dizolvă în apă, se separă într-un ion hidrogen încărcat pozitiv și un ion clor încărcat negativ. Acest lucru duce la o concentrație crescută de ioni de hidrogen și astfel la un pH mai mic. Acidul clorhidric este clasificat ca un acid "puternic", ceea ce înseamnă că practic toate moleculele se disociază. Mulți alți acizi - cum ar fi acidul acetic, denumit în mod obișnuit oțet - sunt clasificați ca acizi „slabi”. Doar unele dintre moleculele acizilor slabi se disociază atunci când sunt adăugate în apă.
Un acid extrem
Acidul clorhidric pur are un pH teoretic zero - cu alte cuvinte, este extrem de acid. Cu toate acestea, în situații practice, acidul clorhidric există doar ca substanță diluată. În consecință, pH-ul efectiv al acidului clorhidric depinde de gradul de diluare. Deoarece pH-ul acidului clorhidric este atât de scăzut, apar modificări mari ale pH-ului chiar și atunci când se adaugă cantități mici la o soluție neutră, cum ar fi apa. Un exemplu de acid clorhidric diluat este acidul stomacal uman, care are o valoare a pH-ului în jur de 3.
Prezicerea pH-ului
Gradul de modificare a pH-ului care apare atunci când se adaugă în apă acizi tari precum acidul clorhidric corespunde direct factorului de diluare, deoarece toate moleculele acide eliberează un hidrogen ion. Deoarece scala pH-ului urmează o relație logaritmică, o diluare factor-de-zece corespunde unei modificări de pH a unei unități. De exemplu, 1 mililitru de acid clorhidric adăugat la 10 mililitri de apă cu pH neutru are ca rezultat o scădere a concentrației de ioni de hidrogen cu un factor de zece. Astfel, pH-ul soluției finale va fi cu o unitate mai mare decât pH-ul acidului clorhidric original. Dacă se adaugă 1 mililitru de acid clorhidric la 100 de mililitri de apă, concentrația ionilor de hidrogen scade cu doi factori de zece și pH-ul crește cu două unități.