Ácidos e Bases

Um átomo tem a mesma quantidade de prótons e elétrons. O átomo do elemento químico hidrogênio (H) é composto por um próton e um elétron. Se ele perde um elétron (que tem carga negativa), sobra apenas um próton (que tem carga positiva), então simbolizamos este hidrogênio que perdeu um elétron como  H⁺. Quando um elemento químico tem uma quantidade de elétrons diferente do número de prótons, chamamos ele de íon e não de átomo. Então dizemos que o  H⁺ é um íon.

Quando íon tem mais prótons que elétrons, chamamos ele de cátion.

Quando íon tem mais elétrons que prótons, chamamos ele de ânion.

De acordo com Arrhenius:

Ácido doa H⁺

Base doa OH^-

De acordo com Bronsted-Lowry:

Ácido é um doador de prótons, ou seja, doa H⁺.

Base é um receptor de prótons, ou seja, recebe H⁺.

Um ácido forte significa que no equilíbrio praticamente todas as moléculas daquele ácido irão doar prótons para o meio.

Quando o ácido está solúvel em água (H₂O), este próton é doado para a água, formando o íon hidrônio (H₃O⁺).             

H₂O + H⁺ → H₃O⁺

Ácidos e Bases fortes

Um ácido forte está completamente desprotonado em solução.

Um ácido que doou prótons vira uma base conjugada.

Uma base forte é quando no equilíbrio praticamente todas as moléculas daquela base receberam prótons. Então, dizemos que a base está completamente protonada em solução.

Uma base que recebeu prótons vira um ácido conjugado.

De acordo com Lewis:

Ácido recebe par de elétrons.

Base doa par de elétrons.

Anfótero: substância que pode atuar como ácido ou como base.

Escala pH

Para tentarmos medir quantas moléculas estão protonadas ou desprotonadas em uma solução, medimos a concentração de H₃O⁺ na solução. Ou seja, tentamos descobrir quantos H₃O⁺  existem na solução.... Mas como em uma gota de uma solução existiriam milhares de H₃O⁺, contamos os H₃O⁺  em "pacotes" chamados "mol". Quando falamos MOL, significa que são 602.200.000.000.000.000.000.000 íons H₃O⁺ , ou seja, 6,022*10²³ H₃O⁺ . Para evitar ficar escrevendo esse número enooooorme, dizemos apenas "mol" para dizer esta quantidade de íons. O mesmo serve para átomos, moléculas...

O interessante de se usar essa quantidade de átomos é que se eu colocar em uma balança 602.200.000.000.000.000.000.000 átomos de hidrogênio, a massa dessa quantidade de átomos será 1g. Por isso, dizemos que a massa do hidrogênio é 1g/mol. Da mesma forma, se colocarmos 602.200.000.000.000.000.000.000 átomos de carbono em uma balança teremos a massa de 12g, então, a massa do carbono é 12g/mol.

Entendendo esse conceito de mol, podemos visualizar o que significa quando dizemos que temos uma concentração de H₃O⁺ em uma solução. A solução é uma substância no estado líquido ou aquoso, então temos um volume, que é o espaço ocupado pela substância dentro de um recipiente. Então, conhecendo a massa molar da substância (quantos gramas por mol) podemos descobrir quantos mols existem em um litro de uma solução. Desta forma podemos mensurar quantos mols de H₃O⁺  existem em 1 litro de uma solução e isso é a concentração da solução. Geralmente a concentração de H₃O⁺ em uma solução é entre 1mol/L (1 mol por litro) e 10^-14mol/L (0,00.000.000.000.001 mol por litro) Entretanto, ficar escrevendo e esse número pequeno é muito ruim. Então, usamos a escala logarítimica, que faz essa potência chata desaparecer e usamos um menos para não ficarmos com um número negativo. Assim, quando falamos que o pH é 7 é o mesmo que dizer que a concentração de H₃O⁺ é 10^-7

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Assim: pH= -log[H₃O⁺]

O interessante é que quanto maior o pH, menor é a concentração de H₃O⁺, porque o pH é uma potência negativa, logo mais básico. 
E quanto maior a concentração de H₃O⁺, menor será o pH, logo mais ácido.

O mesmo pode ser feito para a concentração de OH- em uma solução, e nesse caso, em vez de pH, chamaremos de pOH.