Medidor de concentración de ácido y alcalinidad en línea SJG-2083CS

En el agua pura, una pequeña porción de las moléculas pierde un hidrógeno de la estructura del H₂O, en un proceso llamado disociación. Por lo tanto, el agua contiene una pequeña cantidad de iones de hidrógeno (H+) e iones hidroxilo residuales (OH-).

Existe un equilibrio entre la formación constante y la disociación de un pequeño porcentaje de moléculas de agua.

Los iones de hidrógeno (OH-) del agua se unen a otras moléculas de agua para formar iones hidronio, iones H₃O+, comúnmente llamados iones hidrógeno. Dado que estos iones hidroxilo e hidronio están en equilibrio, la solución no es ácida ni alcalina.

Un ácido es una sustancia que dona iones de hidrógeno a una solución, mientras que una base o álcali es una sustancia que absorbe iones de hidrógeno.

No todas las sustancias que contienen hidrógeno son ácidas, ya que este debe estar presente en un estado que permita su fácil liberación, a diferencia de la mayoría de los compuestos orgánicos, que unen el hidrógeno a los átomos de carbono con gran fuerza. Por lo tanto, el pH ayuda a cuantificar la fuerza de un ácido al mostrar cuántos iones de hidrógeno libera en la solución.

El ácido clorhídrico es un ácido fuerte porque el enlace iónico entre los iones hidrógeno y cloruro es polar y se disuelve fácilmente en agua, generando muchos iones hidrógeno y acidificando fuertemente la solución. Por eso tiene un pH muy bajo. Este tipo de disociación en el agua también es muy favorable en términos de ganancia energética, razón por la cual se produce con tanta facilidad.

Los ácidos débiles son compuestos que donan hidrógeno, pero no con mucha facilidad, como algunos ácidos orgánicos. El ácido acético, presente en el vinagre, por ejemplo, contiene mucho hidrógeno, pero en un grupo ácido carboxílico, que lo mantiene en enlaces covalentes o apolares.

Como resultado, sólo uno de los hidrógenos puede salir de la molécula y, aun así, no se gana mucha estabilidad al donarlo.

Una base o álcali acepta iones de hidrógeno y cuando se agrega al agua, absorbe los iones de hidrógeno formados por la disociación del agua, de modo que el equilibrio se inclina a favor de la concentración de iones hidroxilo, haciendo que la solución sea alcalina o básica.

Un ejemplo de base común es el hidróxido de sodio, o lejía, utilizado para fabricar jabón. Cuando un ácido y un álcali están presentes en concentraciones molares exactamente iguales, los iones hidrógeno e hidroxilo reaccionan fácilmente entre sí, produciendo una sal y agua, en una reacción llamada neutralización.