Cos’è una soluzione acida

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Una soluzione acida può essere semplicemente definita come una soluzione acquosa in cui il soluto è un acido. Le soluzioni acide sono caratterizzate dalle seguenti proprietà che consentono di distinguerle dalle soluzioni basiche e dalle soluzioni neutre:

  • In genere hanno un sapore amaro, a volte piccante.
  • Sono soluzioni irritanti.
  • Neutralizzano le basi.
  • Sono in grado di dissolvere alcuni metalli.

Sebbene molte soluzioni acide abbiano tutte queste caratteristiche, altre ne hanno solo alcune, il che non lo rende un modo adeguato per definire una soluzione acida. Per sviluppare un concetto chimico univoco di una soluzione acida, dobbiamo prima capire cos’è un acido dal punto di vista chimico.

Il concetto di acido

Esistono tre diversi concetti di acidi e basi che sono stati sviluppati nel corso della storia. Il primo era il concetto di acidi e basi di Arrhenius, che definiva un acido come una sostanza capace di liberare protoni (H + ) in soluzione; nel frattempo, ha affermato che una base era qualsiasi sostanza in grado di rilasciare ioni idrossido (OH ).

Brønsted e Lowry svilupparono quindi la loro teoria, modificando il concetto di base di Arrhenius, ma mantenendo quello di acido. Infine, il concetto attualmente accettato di acidità è la capacità di una sostanza deficiente di elettroni di accettare una coppia di elettroni da una base, formando così un legame covalente dativo .

Sebbene il concetto di Lewis di acidi e basi sia il più ampio e preciso, la sua massima applicabilità è quando si analizza l’acidità e la basicità al di fuori dei mezzi acquosi. Poiché una soluzione acida è, per definizione, una soluzione acquosa di un acido, basterà il concetto di Arrhenius o quello di Brønsted e Lowry per stabilire un concetto più adeguato di soluzione acida.

L’equilibrio ionico dell’acqua

L’acidità di una soluzione acquosa è determinata da due fattori: l’acido, che funge da soluto, e l’acqua, che è il solvente. Tra le due, l’acqua rappresenta la parte più importante del concetto di acidità e basicità. Questo perché la nostra scala di misurazione dell’acidità, la scala del pH, deriva dall’equilibrio ionico dell’acqua, chiamato anche autoprotolisi dell’acqua:

prodotto ionico dell'acqua

L’acqua è ciò che consideriamo una sostanza neutra. Dalla stechiometria della reazione precedente, sappiamo che l’acqua produce la stessa quantità di ioni idronio e idrossido, il che ci permette di definire una soluzione neutra quella che, come l’acqua, ha concentrazioni equivalenti di questi due ioni.

Definizione di soluzione acida in base alle concentrazioni relative di ioni idronio e idrossido

Quando si dissolve un acido che contribuisce alla soluzione con una quantità maggiore di ioni idronio rispetto a quelli che provengono dalla dissociazione dell’acqua, l’equilibrio ionico dell’acqua viene influenzato e viene spostato verso i reagenti, riducendo la concentrazione di ioni idrossido nel processo . Per questo motivo si ottiene una soluzione in cui sono presenti più idroni che idrossidi. Ciò consente di stabilire la seguente definizione:

Si definisce soluzione acida, dal punto di vista chimico, qualsiasi soluzione acquosa che contenga una maggiore concentrazione di ioni idronio rispetto agli ioni idrossido.

Definizione di soluzione acida in base alla concentrazione di ioni idronio

La costante di equilibrio dall’equazione precedente può essere utilizzata per determinare le concentrazioni di equilibrio degli ioni idronio e idrossido per qualsiasi soluzione. Nel caso di acqua pura o di qualsiasi soluzione neutra, poiché sappiamo che entrambe le concentrazioni sono uguali, possiamo scrivere che:

Cos'è una soluzione acida in base alla concentrazione

Cos'è una soluzione acida in base alla concentrazione

Quando la concentrazione di ioni idronio in una soluzione aumenta, la concentrazione di ioni idrossido necessariamente diminuisce per mantenere il loro prodotto uguale a 10 -14 . Combinando questo fatto con la definizione precedente possiamo stabilire un’altra definizione ancora più precisa in termini di sola concentrazione di ioni idronio:

Una soluzione acida è definita come qualsiasi soluzione acquosa che contiene una concentrazione di ioni idronio maggiore di 10 -7 molare.

Questa definizione contiene implicitamente la definizione precedente, in quanto, se la concentrazione degli ioni idronio è maggiore di 10 -7 , allora quella degli ioni idrossido deve necessariamente essere minore di 10 -7 e, quindi, minore di quella degli ioni idronio.

Definizione di soluzione acida in base alla scala del pH

Infine, possiamo determinare quando siamo in presenza di una soluzione acida, basica o neutra utilizzando la scala del pH come misura dell’acidità. Il pH di una soluzione è definito, per una soluzione ideale, come il negativo del logaritmo in base 10 della concentrazione molare di ioni idronio in una soluzione, cioè:

soluzione acida pH

Per una soluzione neutra, la cui concentrazione di ioni idronio è 10 -7 , il pH ha un valore di 7. Inoltre, a causa del segno negativo, quando la concentrazione di ioni idronio aumenta, il pH diminuisce. Per questo motivo, per soluzioni acide in cui, come sappiamo, la concentrazione dello ione idronio è maggiore di 10 -7 , il pH sarà necessariamente minore di 7. Di conseguenza, possiamo dare una quarta definizione di soluzione acida:

Una soluzione acida è definita come qualsiasi soluzione acquosa il cui pH è inferiore a 7.

Quest’ultima soluzione è, a sua volta, la più succinta, la più semplice, eppure quella che include implicitamente tutte le altre definizioni che abbiamo qui presentato. Se il pH è inferiore a 7, la concentrazione di idronio sarà maggiore di 10 -7 , il che implica che ci sarà una maggiore concentrazione di ioni idronio rispetto agli ioni idrossido.

Riferimenti                            

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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