Tabla de Contenidos
O soluție acidă poate fi definită simplu ca o soluție apoasă în care substanța dizolvată este un acid. Soluțiile acide se caracterizează prin următoarele proprietăți care le permit să fie diferențiate de soluțiile bazice și de soluțiile neutre:
- În general, au un gust amar, uneori picant.
- Sunt soluții iritante.
- Ele neutralizează bazele.
- Sunt capabili să dizolve unele metale.
Deși multe soluții acide au toate aceste caracteristici, altele au doar câteva, ceea ce o face să nu fie o modalitate adecvată de a defini o soluție acidă. Pentru a dezvolta un concept chimic clar al unei soluții de acid, trebuie mai întâi să înțelegem ce este un acid din punct de vedere chimic.
Conceptul de acid
Există trei concepte diferite de acizi și baze care au fost dezvoltate de-a lungul istoriei. Primul a fost conceptul lui Arrhenius despre acizi și baze, care a definit un acid ca o substanță capabilă să elibereze protoni (H + ) în soluție; între timp, el a afirmat că o bază este orice substanță capabilă să elibereze ioni de hidroxid (OH – ).
Brønsted și Lowry și-au dezvoltat apoi propria teorie, modificând conceptul Arrhenius de bază, dar păstrându-l pe cel de acid. În cele din urmă, conceptul de aciditate acceptat în prezent este capacitatea unei substanțe cu deficit de electroni de a accepta o pereche de electroni dintr-o bază, formând astfel o legătură covalentă dativă .
Deși conceptul Lewis de acizi și baze este cel mai larg și mai precis, cea mai mare aplicabilitate este atunci când se analizează aciditatea și bazicitatea în afara mediilor apoase. Deoarece o soluție acidă este, prin definiție, o soluție apoasă a unui acid, conceptul Arrhenius sau cel al lui Brønsted și Lowry va fi suficient pentru a stabili un concept mai adecvat de soluție acidă.
Echilibrul ionic al apei
Aciditatea unei soluții apoase este determinată de doi factori: acidul, care acționează ca solut și apa, care este solventul. Între cele două, apa reprezintă cea mai importantă parte a conceptului de aciditate și bazicitate. Acest lucru se datorează faptului că scara noastră de măsurare a acidității, scala pH, provine din echilibrul ionic al apei, numit și autoprotoliza apei:
Apa este ceea ce considerăm o substanță neutră. Din stoichiometria reacției anterioare, știm că apa produce aceeași cantitate de ioni de hidroniu și hidroxid, ceea ce ne permite să definim o soluție neutră ca una care, ca și apa, are concentrații echivalente ale acestor doi ioni.
Definirea soluției acide pe baza concentrațiilor relative ale ionilor de hidroniu și hidroxid
La dizolvarea unui acid care contribuie la soluție cu o cantitate mai mare de ioni de hidroniu decât cei care provin din disocierea apei, echilibrul ionic al apei este afectat și acesta este deplasat către reactanți, reducând concentrația ionilor de hidroxid în proces. . Din acest motiv, se obține o soluție în care există mai mulți hidronii decât hidroxizi. Aceasta permite stabilirea următoarei definiții:
O soluție acidă este definită, din punct de vedere chimic, ca orice soluție apoasă care conține o concentrație mai mare de ioni de hidroniu decât ionii de hidroxid.
Definirea soluției acide pe baza concentrației ionilor de hidroniu
Constanta de echilibru din ecuația de mai sus poate fi utilizată pentru a determina concentrațiile de echilibru ale ionilor de hidroniu și hidroxid pentru orice soluție. În cazul apei pure sau al oricărei soluții neutre, deoarece știm că ambele concentrații sunt egale, putem scrie că:
Când concentrația ionilor de hidroniu într-o soluție crește, concentrația ionilor de hidroxid scade în mod necesar pentru a menține produsul lor egal cu 10 -14 . Combinând acest fapt cu definiția anterioară putem stabili o altă definiție și mai precisă în ceea ce privește numai concentrația ionilor de hidroniu:
O soluție acidă este definită ca orice soluție apoasă care conține o concentrație de ioni de hidroniu mai mare de 10-7 molar .
Această definiție conține implicit definiția anterioară, deoarece, dacă concentrația ionilor de hidroniu este mai mare de 10 -7 , atunci cea a ionilor de hidroxid trebuie să fie neapărat mai mică de 10 -7 și, prin urmare, mai mică decât cea a ionilor de hidroniu.
Definirea soluției acide pe baza scalei pH
În cele din urmă, putem determina când ne aflăm în prezența unei soluții acide, bazice sau neutre utilizând scala pH-ului ca măsură a acidității. pH-ul unei soluții este definit, pentru o soluție ideală, ca negativul logaritmului de bază 10 al concentrației molare a ionilor de hidroniu într-o soluție, adică:
Pentru o soluție neutră, a cărei concentrație de ioni de hidroniu este de 10 -7 , pH-ul are o valoare de 7. De asemenea, din cauza semnului negativ, atunci când concentrația de ioni de hidroniu crește, pH-ul chiar scade. Din acest motiv, pentru soluțiile acide în care, știm, concentrația ionului de hidroniu este mai mare de 10 -7 , pH-ul va fi neapărat mai mic de 7. În consecință, putem da o a patra definiție a unei soluții acide:
O soluție acidă este definită ca orice soluție apoasă al cărei pH este mai mic de 7.
Această ultimă soluție este, la rândul ei, cea mai succintă, cea mai simplă și totuși cea care include implicit toate celelalte definiții pe care le-am prezentat aici. Dacă pH-ul este mai mic de 7, atunci concentrația de hidroniu va fi mai mare de 10 -7 , ceea ce înseamnă că va exista o concentrație mai mare de ioni de hidroniu decât ionii de hidroxid.
Referințe
- assolea. (2020, 2 mai). 7.6: Scala pH . Preluat de pe https://assolea.org/es/7-6-la-escala-de-ph/
- Brown, T. (2021). Chimie: Știința Centrală (ed. a 11-a). Londra, Anglia: Pearson Education.
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS și Herranz, ZR (2020). Chimie (ed. a 10-a). New York, NY: MCGRAW-HILL.
- Flowers, P., Theopold, K., Langley, R. și Robinson, W. (2019a). 14.1 Brønsted-Lowry Acizi și baze – Chimie 2e . Preluat de la https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/14-1-bronsted-lowry-acids-and-bases
- pH și pOH . (2020, 30 octombrie). Spaniolă LibreTexte. Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1911
