Àcids, Bases i pH: Guia Completa

Àcids i Bases: Conceptes Fonamentals

Àcid: Substància capaç de cedir ions hidrogen.

Base: Substància capaç de captar ions hidrogen.

Els ions hidrogen, per la seva electropositivitat, s'enllacen fortament a les molècules d'aigua i formen els ions oxoni, que es representen com a H₃O⁺ o H⁺.

L'aigua pot actuar com a àcid o com a base alhora, i per això s'anomena amfòter.

Solvatació/hidratació: Procés en què una substància queda envoltada de molècules d'H₂O.

Fortalesa Relativa d'Àcids i Bases

Forts: Espècies que es dissocien totalment quan es dissolen en H₂O.

• Àcids forts: Sulfúric, nítric, clorhídric, bromhídric, iodhídric.
• Bases fortes: Hidròxid de sodi, potassi, calci i bari.

Febles: Espècies que es troben dissociades parcialment fins a assolir un estat d'equilibri químic.

• Àcid carbònic, àcid fosfòric i amoníac.

Constant d'equilibri: Paràmetre que mesura el grau de dissociació. Com més petita és la constant, més feble és l'àcid o la base, i diem que estan poc dissociats.

Fórmules

• Àcids: K_A = ( [ H⁺ ] · [ A^- ] ) / [ HA ]
• Bases: K_B = ( [ B⁺ ] · [ OH^- ] ) / [ B(OH) ]

pH

L'aigua és poc conductora, el que indica que conté pocs ions. Com que és amfòter, pot actuar com a àcid o com a base, i està parcialment dissociada.

A una temperatura de 25ºC, la concentració d'ions oxoni o hidrogen i d'ions hidròxid és de 10^-7 mol/L.

Medi àcid: En una solució neutra, si afegim un àcid, la concentració d'ions hidrogen serà més gran que la d'ions hidròxid.

Medi bàsic: En una solució neutra, si afegim una base, la concentració d'ions hidrogen serà més petita que la d'ions hidròxid.

pH = -log [H⁺]

Indicadors de pH

Substàncies orgàniques complexes que tenen la propietat de canviar de color en modificar la seva estructura per variació del pH del medi.

Es caracteritzen per canviar bruscament de color en un interval petit de pH.

Interval de viratge: Zona del canvi de color de la solució.

Tipus d'indicadors

• Roig de metil: Àcid.
• Fenolftaleïna: Bàsic.
• Blau de bromotimol: Neutre.

Limitacions dels Indicadors

• Quan les substàncies que mesurem són molt oxidants, ja que destrueixen l'indicador.
• Quan les substàncies tenen color.

Indicadors de Rang

• Només tenen un canvi de color.
• Només tenen un interval de viratge.
• Només serveixen per indicar si el medi és àcid o bàsic.
• S'utilitzen en anàlisis químics.

Indicadors Universals

Solucions formades per mescles d'indicadors àcid-base que ens donen un valor aproximat del pH. Es poden trobar en tires o en dissolució. Es compara el color resultant amb una guia de pH. El més utilitzat és el que va de l'1 al 14.