ACIDI E BASI

Prima di descrivere queste due famiglie di composti è utile ricordare la definizione di ione.
Uno ione è un atomo con qualche elettrone in più o in meno rispetto all’atomo neutro. Essendo l’elettrone una carica negativa, se un atomo acquista elettroni diventa negativo, mentre, se li cede, diventa positivo. Ad esempio:

Cl- è un atomo di Cloro che ha acquistato un elettrone
S- –  è un atomo di Zolfo che ha acquistato 2 elettroni
Na+ è un atomo di Sodio che ha ceduto un elettrone
Ca+ +  è un atomo di Calcio che ha ceduto 2 elettroni

In Chimica, Acidi e Basi sono due famiglie di composti dalle proprietà diametralmente opposte.
Gli Acidi hanno sapore aspro (come il limone) ed in soluzione acquosa generano idrogenioni (ioni H+), mentre le Basi hanno sapore amaro (come il bicarbonato di sodio) ed in soluzione acquosa generano ossidrilioni (ioni OH-).
Il primo esame per riconoscere se una soluzione è acida o basica è quello di immergervi una cartina di Tornasole: questa è una specie di coriandolo che, se immerso in una soluzione acida, assume il colore rosso, mentre, se immerso in una soluzione basica, assume il colore azzurro.
La prima Teoria scientifica per descrivere queste due classi di sostanze fu sviluppata da Svante Arrhenius nel 1884.
Secondo questa Teoria un acido è una sostanza che, in soluzione acquosa, genera idrogenioni:

HCl (acido cloridrico)  ——>   H+ (idrogenione)  +  Cl-

Mentre una base è una sostanza che, in soluzione acquosa, genera ossidrilioni:

NaOH (idrossido di sodio)  ——>  Na+  +  OH- (ossidrilione)

Quando un acido ed una base vengono fatti reagire, avviene la cosidetta reazione di  neutralizzazione con la formazione di un sale:

HCl  +  NaOH  ——>  NaCl (cloruro di sodio)  +  H2O (acqua)

Una Teoria più moderna è invece quella di Bronsted e Lowry enunciata nel 1923:
Gli acidi sono datori di idrogenioni (H+), mentre le basi sono accettori di idrogenioni (H+).
Con questa Teoria fu possibile ampliare la definizione di acido e base per molte sostanze per le quali era insufficiente la Teoria di Arrhenius.
Poichè l’atomo di idrogeno H ha un solo protone, il simbolo H+ (atomo di idrogeno senza un elettrone) è proprio il simbolo di un protone, per cui l’enunciato corretto della Teoria di Bronsted e Lowry é:
“Gli acidi sono datori di protoni e le basi sono accettori di protoni”.
Per esempio se poniamo in acqua l’acido cloridrico (HCl), questo le cede un protone, secondo la reazione:

HCl  +  H2O  ——>  H3O+ (ione idrossonio)  +  Cl-
(come si vede un protone H+ si è trasferito dall’acido all’acqua)

Mentre se poniamo in acqua una base come l’ammoniaca (NH3), questa acquista un protone, secondo la reazione:

NH3  +  H2O  —–>  NH4+ (ione ammonio)  +  OH- (ossidrilione)

Si noti che, nella prima reazione, l’acqua si è comportata da base, perchè ha accettato un protone dall’acido cloridrico, mentre, nella seconda reazione, si è comportata da acido perchè ha dato un protone all’ammoniaca.
Le sostanze che, come l’acqua, hanno questo duplice comportamento, vengono definite sostanze anfiprotiche.
In pratica le 2 Teorie sono entrambe vere, se si considera che la reazione avviene in 2 stadi. Per esempio, se poniamo l’acido cloridrico in acqua, dapprima genera l’idrogenione H+:

HCl  ——->  H+  +  Cl-

Però, immediatamente, l’idrogenione si lega all’acqua, generando uno ione idrossonio (H3O+):

H+  +  H2O  ——>  H3O+

Acidi e basi possono essere “forti” o “deboli”: vengono definiti forti quando sono completamente dissociati, mentre vengono definiti deboli quando alcune molecole si dissociano ed altre no.
Per esempio l’acido cloririco è un acido forte perchè, in soluzione acquosa, tutte le sue molecole si dissociano in  H+  e  Cl- .
L’acido solfidrico H2S è invece un acido debole perchè, in soluzione acquosa, alcune molecole si dissociano in  H+  e  HS- ,  ma molte molecole restano intere.
La forza o la debolezza di un acido o di una base è misurata dal pH (potential of Hydrogen). Questo è un numero che va da 1 a 14. Se il ph è 7, la soluzione è neutra. Se è minore di 7, la soluzione è sempre più acida, quanto più piccolo è il numero. Se il pH è maggiore di 7, la soluzione è sempre più basica, quanto più grande è il numero.
Rigorosamente il pH si definisce come il logaritmo negativo della concentrazione degli idrogenioni.
A titolo di curiosità riportiamo il pH di alcune sostanze comuni:
Acidi:
Acido cloridrico 0, succhi gastrici 1, succo di limone 2,3, aceto 2,9, vino 3,5, succo di pomodoro 4,5, caffè 6, urina 6, latte 6,6.
Basi:
Sangue 7,4, bicarbonato di sodio 8,4, dentifricio comune 9,9, ammoniaca 11,9, idrossido di sodio 14.