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Acidi e basi: proprietà, indicatori e reazioni

Un acido libera ioni H⁺ in acqua e una base libera ioni OH⁻. Gli indicatori mostrano quale dei due c'è con un cambio di colore o di odore, e quando H⁺ incontra OH⁻ si forma acqua e resta un sale.

🎬 Storia passo dopo passo

  1. Questo becher contiene acqua pura e una strisciolina di tornasole. Il tornasole resta viola: l'acqua è neutra, né acida né basica.
  2. Aggiungiamo qualche goccia di acido cloridrico (HCl). In acqua si divide in ioni H⁺ (rossi) e ioni Cl⁻ (verdi). Gli ioni H⁺ rendono il liquido acido, quindi il tornasole diventa rosso.
  3. Ora un becher nuovo con idrossido di sodio (NaOH), una base. In acqua dà ioni OH⁻ (blu) e ioni Na⁺ (viola). Gli ioni OH⁻ fanno diventare il tornasole blu.
  4. Il tornasole non è l'unico indicatore. Scegli la fenolftaleina: diventa rosa in una base ma resta incolore in un acido. Anche l'arancio di metile e la curcuma cambiano colore.
  5. Neutralizzazione: versiamo la base nell'acido. Ogni H⁺ si unisce a un OH⁻ e forma una molecola d'acqua (H₂O). Quando sono finiti, restano solo Na⁺ e Cl⁻: è il comune sale da cucina.
  6. Tocca a te. Muovi i cursori di acido e base e cambia indicatore. Conta gli ioni H⁺ e OH⁻ e prevedi il colore prima di guardare.

Suggerimento: trascina la scena 3D per ruotarla. Usa due dita per zoomare.

🤔 Dubbi comuni, chiariti

Perché il glucosio non è un acido se contiene idrogeno?

Essere un acido significa liberare ioni H⁺ in acqua. Il glucosio in acqua resta in molecole intere, quindi non compaiono ioni H⁺ e la lampadina nel circuito non si accende.

Dove vanno a finire H⁺ e OH⁻ nella neutralizzazione?

Ogni H⁺ si unisce a un OH⁻ e insieme diventano una molecola d'acqua. Guarda le palline rosse e blu trasformarsi in molecole d'acqua nel passo 5.

Se H⁺ e OH⁻ diventano acqua, che cos'è il sale?

Sono gli ioni rimasti: Na⁺ dalla base e Cl⁻ dall'acido. Insieme formano il cloruro di sodio, NaCl.

Perché la fenolftaleina non cambia colore in acido?

È incolore sia in acido sia in soluzione neutra e diventa rosa solo quando gli ioni OH⁻ sono in eccesso. Prova i cursori del gioco libero con la fenolftaleina.

Perché il tornasole diventa viola nell'acqua pura?

L'acqua pura ha quantità uguali e minuscole di H⁺ e OH⁻, quindi nessuno dei due vince. Il tornasole mostra il suo colore intermedio, il viola.

Aggiungere altra base dopo la neutralizzazione cambia qualcosa?

Sì. Gli ioni OH⁻ in più restano liberi, quindi la soluzione diventa basica. Sposta il cursore della base oltre quello dell'acido e osserva il colore.

Che cosa sono gli acidi e le basi?

Gli acidi hanno sapore aspro (limone, tamarindo, aceto) e fanno diventare rosso il tornasole blu. Le basi hanno sapore amaro e sono saponose al tatto; fanno diventare blu il tornasole rosso. Non assaggiare mai le sostanze del laboratorio: queste proprietà le impariamo solo dai cibi.

Acidi e basi di ogni giorno

Una base che si scioglie in acqua si chiama alcali (NaOH, KOH, Ca(OH)₂, NH₄OH). Tutti gli alcali sono basi, ma non tutte le basi sono alcali: l'ossido di rame è una base che non si scioglie.

Indicatori: naturali, sintetici e olfattivi

Un indicatore è una sostanza che cambia colore (o odore) per dirci se una soluzione è acida o basica.

IndicatoreIn acidoIn base
Tornasole (dai licheni)blu → rossorosso → blu
Fenolftaleinaincolorerosa
Arancio di metilerossogiallo
Curcumaresta giallarosso-bruno
Succo di cavolo rossorosso/rosaverde

Indicatori olfattivi

Alcune sostanze cambiano il loro odore. Cipolla e olio di chiodi di garofano perdono l'odore in una base; anche l'essenza di vaniglia perde l'odore in una base ma lo mantiene in un acido. Servono a chi non distingue i colori.

Una macchia gialla di curry alla curcuma diventa rosso-bruna se la lavi con il sapone, perché il sapone è basico. Se la risciacqui con acqua semplice, il giallo torna lentamente.

Proprietà chimiche di acidi e basi

1. Acido + metallo → sale + idrogeno gassoso

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑. Il gas brucia con uno scoppiettio vicino a un fiammifero acceso: è il test dell'idrogeno.

2. Base + metallo (solo alcuni metalli)

2NaOH + Zn → Na₂ZnO₂ (zincato di sodio) + H₂↑. Non tutti i metalli lo fanno.

3. Acido + carbonato / idrogenocarbonato → sale + acqua + anidride carbonica

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑ e NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑. La CO₂ rende lattiginosa l'acqua di calce (si forma CaCO₃); con troppa CO₂ torna limpida (si forma Ca(HCO₃)₂ solubile).

4. Acido + base → sale + acqua (neutralizzazione)

NaOH + HCl → NaCl + H₂O. Il calore che si sprigiona mostra che la reazione è esotermica.

5. Acido + ossido metallico → sale + acqua

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O. L'ossido di rame nero si scioglie e la soluzione diventa verde-azzurra. Quindi gli ossidi metallici sono basici.

6. Base + ossido di non metallo → sale + acqua

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O. Quindi gli ossidi dei non metalli sono acidi.

Che cosa hanno in comune tutti gli acidi e tutte le basi?

Anche glucosio e alcol contengono idrogeno, ma non sono acidi. La differenza: un acido libera ioni H⁺ in acqua. L'H⁺ non può restare da solo, quindi si lega a una molecola d'acqua e forma lo ione idronio H₃O⁺: HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻.

Una base libera ioni OH⁻ in acqua: NaOH → Na⁺ + OH⁻.

La prova con un circuito: una lampadina si accende se tra due elettrodi c'è HCl o H₂SO₄ diluito, ma non con una soluzione di glucosio o di alcol. Sono gli ioni a portare la corrente.

Perché serve l'acqua: il gas HCl secco non cambia il tornasole blu secco, ma il tornasole umido diventa rosso, perché gli ioni H⁺ si formano solo in acqua.

Diluire gli acidi in sicurezza

Mescolare un acido o una base con l'acqua sprigiona molto calore. Aggiungi sempre l'acido all'acqua, lentamente e mescolando, mai l'acqua all'acido: il calore può far schizzare la miscela e perfino rompere il vetro.

La neutralizzazione con gli ioni

H⁺ + OH⁻ → H₂O. Gli altri ioni (Na⁺, Cl⁻) restano nella soluzione e formano il sale.

Formule e definizioni chiave

Esempi svolti

1. Si aggiungono granuli di zinco ad acido solforico diluito. Quale gas si forma e come lo riconosci?

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂. Il gas è idrogeno. Avvicina un fiammifero acceso all'imboccatura della provetta: il gas brucia con uno scoppiettio.

2. Perché lo yogurt o i sottaceti prendono un cattivo sapore in un recipiente di ottone o di rame?

Yogurt e sottaceti contengono acidi. Gli acidi reagiscono con metalli come rame e zinco (nell'ottone) e formano sali dannosi e di cattivo sapore. Per questo si conservano in recipienti di vetro, acciaio o ceramica.

3. Un composto metallico A reagisce con HCl diluito e dà un gas che rende lattiginosa l'acqua di calce. La soluzione rimasta contiene cloruro di calcio. Identifica A e scrivi l'equazione.

Il gas è CO₂, quindi A è un carbonato; il sale è CaCl₂, quindi il metallo è il calcio. A = CaCO₃. CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂.

4. Un campione di ossido di rame è nero. Si aggiunge HCl diluito. Che cosa vedi e che cosa dimostra?

La polvere nera si scioglie e la soluzione diventa verde-azzurra (CuCl₂). CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O. Poiché un ossido metallico reagisce con un acido dando sale e acqua, gli ossidi metallici sono basici.

5. Perché il gas HCl secco non fa diventare rosso il tornasole blu secco?

Il comportamento acido dipende dagli ioni H⁺, e l'HCl libera H⁺ solo in acqua. Senza acqua non ci sono ioni H⁺, quindi il colore non cambia. Il tornasole umido diventa rosso.

Errori comuni

Quiz di allenamento

1. Quale ione producono tutti gli acidi in acqua?
2. La fenolftaleina in una soluzione basica è:
3. Acido + carbonato metallico dà:
4. Quale è un indicatore olfattivo?
5. Gli ossidi metallici sono in genere:

Esercizi: rispondi da solo

Scrivi o scegli la risposta, poi premi Controlla. Usa un suggerimento se sei bloccato; la soluzione completa appare dopo la tua risposta.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra una base e un alcali?

Una base è qualsiasi sostanza che neutralizza un acido e libera OH⁻. Un alcali è una base che si scioglie in acqua, come NaOH o KOH.

Perché si deve aggiungere l'acido all'acqua e non l'acqua all'acido?

La diluizione sprigiona molto calore. L'acqua versata nell'acido può bollire in un punto e far schizzare fuori l'acido. Aggiungendo l'acido lentamente a molta acqua, il calore si distribuisce in modo sicuro.

Che cosa sono gli indicatori olfattivi?

Sono sostanze il cui odore cambia in un acido o in una base, come cipolla, essenza di vaniglia e olio di chiodi di garofano. Perdono l'odore in una soluzione basica.

Dove si studia

PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIIHydroxides and acids
PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIISalts
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIInorganic compounds
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RomaniaClasa a VIII-aChemical changes of substances
Spain2º BachilleratoChemical reactions
Ukraine11 класInorganic substances and their properties
CBSE (India)Class 10Chemical Substances – Nature and Behaviour
England (GCSE, A level)Year 104.4 Chemical changes
England (GCSE, A level)Year 105.4 Chemical changes
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Chemical Reactions
Japan中学3年Field 1 (6): Chemical change and ions
Japan高校1年Chemical change and its uses
South Korea고등학교 1학년Change and diversity
South Korea고등학교 2학년Dynamic chemical reactions
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 10Donor-acceptor: proton transfer and reversibility
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FranceTroisièmeMatter and its changes
FrancePremièrePhysics-chemistry: Chemical transformation
FranceTerminaleMatter and its changes
FranceTerminalePhysics-chemistry: Matter and materials
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Russia8 классKey inorganic substances
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China九年级(初三)U10 Common acids, bases and salts

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