Misuratore di concentrazione acido-alcalina online SJG-2083CS

Nell'acqua pura, una piccola porzione delle molecole perde un idrogeno dalla struttura H₂O, in un processo chiamato dissociazione. L'acqua contiene quindi un piccolo numero di ioni idrogeno, H+, e ioni ossidrilici residui, OH₂.

Esiste un equilibrio tra la formazione e la dissociazione costanti di una piccola percentuale di molecole d'acqua.

Gli ioni idrogeno (OH-) presenti nell'acqua si uniscono ad altre molecole d'acqua per formare ioni idronio, ioni H3O+, più comunemente e semplicemente chiamati ioni idrogeno. Poiché questi ioni ossidrile e idronio sono in equilibrio, la soluzione non è né acida né alcalina.

Un acido è una sostanza che cede ioni idrogeno alla soluzione, mentre una base o un alcali è una sostanza che assorbe ioni idrogeno.

Non tutte le sostanze che contengono idrogeno sono acide, poiché l'idrogeno deve essere presente in uno stato che possa essere rilasciato facilmente, a differenza della maggior parte dei composti organici che legano l'idrogeno agli atomi di carbonio in modo molto stretto. Il pH aiuta quindi a quantificare la forza di un acido, mostrando quanti ioni idrogeno rilascia in soluzione.

L'acido cloridrico è un acido forte perché il legame ionico tra gli ioni idrogeno e cloruro è polare e si dissolve facilmente in acqua, generando molti ioni idrogeno e rendendo la soluzione fortemente acida. Per questo motivo ha un pH molto basso. Questo tipo di dissociazione in acqua è anche molto favorevole in termini di guadagno energetico, ed è per questo che avviene così facilmente.

Gli acidi deboli sono composti che cedono idrogeno, ma non molto facilmente, come alcuni acidi organici. L'acido acetico, presente nell'aceto, ad esempio, contiene molto idrogeno, ma in un gruppo carbossilico, che lo mantiene in legami covalenti o apolari.

Di conseguenza, solo uno degli idrogeni riesce ad abbandonare la molecola e, nonostante ciò, non si ottiene molta stabilità cedendolo.

Una base o un alcali accetta ioni idrogeno e, quando aggiunti all'acqua, assorbono gli ioni idrogeno formati dalla dissociazione dell'acqua, cosicché l'equilibrio si sposta a favore della concentrazione degli ioni idrossilici, rendendo la soluzione alcalina o basica.

Un esempio di base comune è l'idrossido di sodio, o liscivia, utilizzato nella produzione di sapone. Quando un acido e una base sono presenti in concentrazioni molari esattamente uguali, gli ioni idrogeno e ossidrile reagiscono facilmente tra loro, producendo un sale e acqua, in una reazione chiamata neutralizzazione.