Esistono diverse teorie che spiegano il comportamento acido-base. In questa sezione, faremo un breve excursus storico sulle principali teorie che hanno contribuito alla definizione finale di acidi e basi, approfondendo i vari approcci che hanno delineato questi concetti fondamentali della chimica.
La teoria di Arrhenius
Secondo Arrhenius, un acido è una sostanza chimica che, in soluzione acquosa, si dissocia rilasciando ioni H+. Al contrario, una base è una sostanza che, in soluzione acquosa, si dissocia rilasciando ioni OH–. Sebbene questa teoria sia utile, presenta il limite di applicarsi solo a soluzioni acquose e a basi idrossidiche, non avendo quindi validità universale.
La teoria di Brønsted-Lowry
Secondo la teoria di Brønsted-Lowry, un acido è una sostanza che cede ioni H+, mentre una base è una sostanza che accetta ioni H+. Le reazioni tra acidi e basi sono quindi caratterizzate da uno scambio di protoni, ovvero da reazioni di protonazione e deprotonazione. Questa teoria prevede che l’equilibrio sia un sistema coniugato, in cui ogni acido e la sua base coniugata si trovano sempre in coppia: l’acido cede ioni H+ e diventa una base coniugata, mentre la base accetta ioni H+ diventando un acido coniugato. Alcune sostanze che possono comportarsi sia da acido che da base sono definite anfotere.
La teoria di Lewis
Secondo la teoria di Lewis, un acido è una sostanza che ha un orbitale vuoto disponibile per l’acquisizione di elettroni, mentre una base è una sostanza che possiede un paio di elettroni non condivisi, che può donare all’acido per riempire la sua lacuna elettronica.
La misura della forza acido-base
Non è possibile definire la forza di un acido o di una base in termini assoluti, ma solo in relazione a un confronto. Nelle soluzioni acquose, l’acqua stessa rappresenta il miglior parametro di riferimento. Un acido o una base si considera forte quanto più l’equilibrio della sua dissociazione è spostato verso la formazione di ioni (verso destra). In altre parole, maggiore è la costante di dissociazione, maggiore è la forza della sostanza.
Acidi e basi deboli e forti
Gli acidi e le basi deboli sono quelli che non si dissociano completamente in soluzione. In questi casi, si stabilisce un equilibrio di dissociazione. Per questo motivo, sono considerati elettroliti deboli. Al contrario, gli acidi e le basi forti sono completamente dissociati in soluzione, con l’equilibrio che si sposta quasi del tutto verso la forma dissociata. Gli acidi e le basi forti sono quindi elettroliti forti e la loro costante di dissociazione tende all’infinito.
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