ACIDI E BASI: TEORIA DI ARRHENIUS E TEORIA DI LOWRY-BRÖNSTED

ACIDI E BASI: TEORIA DI ARRHENIUS E TEORIA DI Lowry-Brönsted.

Secondo la teoria di Arrhenius, un acido è una sostanza che dissociandosi fornisce ioni idrogeno, cioè una sostanza di formula generale Ha che può dissociarsi secondo la reazione

e una base è una sostanza che dissociandosi fornisce ioni ossidrile, cioè una sostanza di formula MOG che può dissociarsi secondo la reazione

Queste definizioni comprendono moltissimi acidi e basi, però non spiegano il comportamento acido di sostanze comuni come SO₂ e CO₂, o il comportamento basico, per esempio, dell'ammoniaca. Oltre a mancare di generalità le definizioni di Arrhenius spiegano il comportamento acido delle sostanze di tipo HA e il comportamento basico delle sostanze MOH in un modo che non è del tutto aderente alla evidenza sperimentale.

Non possiamo dire infatti che il comportamento basico dell'idrossido di sodio è dovuto alla dissociazione, in acqua, della molecole NaOH secondo la reazione

se sappiamo che in realtà non esistono molecole NaOH. Anche allo stato solido, infatti, NaOH è dissociato in ioni Na⁺ e OH^-; ovvero il reticolo cristallino dell'idrossido di sodio è formato da ioni Na⁺ e OH^-. Quando sciogliamo NaOH in acqua gli ioni vengono idratati e acquistano una mobilità molto maggiore che nel solido; la base è lo ione OH^- idratato, nel senso che è OH^- la specie che reagisce con gli acidi presenti in soluzione.

Analogamente nel caso di un acido come HCl non è del tutto corretto dire che l'acido si dissocia e che la reazione

è responsabile dell'acidità della soluzione.

Piuttosto si deve parlare di reazione fra la base H₂O e l'acido HCl:

Dato che la reazione è quantitativa, l'acido effettivamente presente in soluzione è H₃O⁺.

Nonostante queste difficoltà, le definizioni di Arrhenius sono tuttora molto usate nella pratica corrente in una forma però lievemente modificata, in modo da comprendere un numero maggiore di sostanze. Si definisce acido qualsiasi sostanza che è in grado di aumentare la concentrazione degli ioni idrogeno, e base qualsiasi sostanza capace di aumentare la concentrazione di ioni ossidrile.

Secondo la teoria di Brönsted e Lowry, si definisce come acido ogni sostanza che tende a cedere un protone, cioè un acido è un donatore di protoni; si definisce come base ogni sostanza che tende ad accettare un protone, cioè una base è un accettore di protoni.

È importante notare che in questo caso si tratta proprio di protoni e non di ioni idrogeno variamente idratati e che il concetto di base è del tutto indipendente dalla presenza nella sostanza dell'aggruppamento OH.

Le sostanze che, come l'acqua, possono sia cedere che acquistare un protone vengono dette sostanze anfiprotiche.

Tutte le reazioni acido-base vengono descritte come la reazione fra un acido A₁ e una base B₂, che produce una base B₁ (coniugata dell'acido A₁) e un acido A₂ (coniugato della base B₂), secondo lo schema: