Gli atomi possono guadagnare o perdere elettroni per formare ioni in un processo chiamato ionizzazione (i composti formati in questo modo sono chiamati composti ionici). Quando i composti ionici si dissolvono in acqua, i loro ioni si separano l’uno dall’altro in un processo chiamato dissociazione. Una caratteristica interessante dell’acqua e di molti altri composti covalenti è che anch’essi possono dissociarsi in ioni. A differenza dei composti ionici, come il cloruro di sodio, non sono ionizzati prima di dissociarsi; essi realizzano la ionizzazione e la dissociazione allo stesso tempo.
Dissociazione dell’acqua
Quando l’acqua si dissocia, uno dei nuclei di idrogeno lascia il suo elettrone con l’atomo di ossigeno per diventare uno ione idrogeno, mentre l’ossigeno e gli altri atomi di idrogeno diventano uno ione idrossido. Poiché lo ione idrogeno non ha un elettrone per neutralizzare la carica positiva del suo protone, ha un’unità completa di carica positiva ed è simbolizzato come H+. Lo ione idrossido conserva l’elettrone rimasto e quindi ha un’unità completa di carica negativa, simboleggiata da OH-. Lo ione idrogeno (protone) non vaga a lungo da solo prima di attaccarsi all’atomo di ossigeno di una seconda molecola d’acqua non ionizzata per formare uno ione idronio (H3O +)
In qualsiasi campione d’acqua, pochissime delle molecole sono dissociate in qualsiasi momento: in effetti, solo una su 550 milioni. C’è, tuttavia, un cambiamento costante; come uno ione idrogeno si riattacca a uno ione idrossido per formare una molecola d’acqua, un’altra molecola d’acqua si dissocia per sostituire lo ione idrogeno e lo ione idrossido in soluzione.
Acido cloridrico
Alcune molecole, ioniche e covalenti, si dissociano in modo tale da rilasciare uno ione idrogeno senza rilasciare uno ione idrossido. Queste sostanze sono chiamate acidi. Poiché uno ione idrogeno è in realtà solo un singolo protone nella maggior parte dei casi, la definizione del chimico di un acido è un “donatore di protoni”. Se vengono “donati” molti protoni (ioni idrogeno) l’effetto può essere molto profondo, come bruciare la pelle o sciogliere il metallo. L’acido illustrato è l’acido cloridrico. L’acido cloridrico puro è un gas, ma si dissolve facilmente in acqua per produrre una soluzione di ione idrogeno e ione cloruro. Poiché quasi tutto viene dissociato in acqua, è chiamato un acido forte. Gli acidi che non si dissociano completamente sono chiamati acidi deboli.
Idrossido di sodio
L’opposto di un acido è una base, conosciuta anche come alcali. Una tipica base forte è l’idrossido di sodio, il componente principale della liscivia. L’idrossido di sodio si dissocia per formare uno ione sodio e uno ione idrossido. Una base è definita come un “accettore di protoni”. Le basi più comuni producono ione idrossido quando si dissociano, ed è lo ione idrossido che accetta il protone. Una base forte può dare alla tua pelle un’ustione molto peggiore di un acido.
Neutralizzazione
Quando una base e un acido sono mescolati, lo ione idrossido della base si combina con lo ione idrogeno dell’acido per formare acqua. Questo processo è chiamato neutralizzazione.
Domande:
1. Cosa succede quando un atomo guadagna o perde un elettrone?