Ácido
Un ácido es una sustancia que libera iones de hidrógeno en agua, sabe agrio, vuelve rojo el papel tornasol azul, y tiene un pH por debajo de 7; ejemplos incluyen el vinagre y el jugo de limón.
Definition
Un ácido es una sustancia que libera iones hidrógeno ($H^+$) al disolverse en agua, sabe agrio, vuelve rojo el papel tornasol azul, reacciona con muchos metales para liberar gas hidrógeno, reacciona con bases para formar agua y una sal, y tiene un pH por debajo de $7$; los ácidos fuertes como el ácido clorhídrico se ionizan por completo en agua mientras que los ácidos débiles como el ácido acético se ionizan solo en parte. En la definición más amplia de Bronsted-Lowry un ácido es cualquier donador de protones, y en la definición aún más amplia de Lewis es cualquier aceptor de par de electrones, y la fuerza ácida se cuantifica mediante la constante de disociación ácida $K_a$ para $HA \rightleftharpoons H^+ + A^-$, o mediante $\text{p}K_a = -\log K_a$, con un $\text{p}K_a$ más bajo significando un ácido más fuerte, dependiendo de la polaridad y fuerza del enlace $H$-$A$ y la estabilidad de la base conjugada $A^-$.
Example
El jugo de limón, el vinagre, y el ácido cítrico en la soda son ácidos, y tu estómago produce ácido clorhídrico para digerir la comida; el ácido clorhídrico se ioniza como $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$, el vinagre es aproximadamente $5\%$ ácido acético ($CH_3COOH$) con un pH cercano a $2.5$, y el ácido estomacal va de pH $1.5$ a $3.5$. El ácido acético tiene $K_a = 1.8 \times 10^{-5}$, así que una disolución $0.10\text{ M}$ tiene $[H^+] \approx 1.3 \times 10^{-3}\text{ M}$ y un pH cercano a $2.9$, notablemente más suave que el $HCl$ $0.10\text{ M}$, que está completamente ionizado y tiene un pH de $1.0$, y el ácido sulfúrico es diprótico, donando dos protones en secuencia con valores de $K_a$ muy diferentes para cada uno.
Key Insight
Nunca pruebes un químico para averiguar si es un ácido, ya que los ácidos fuertes como el ácido de batería causan quemaduras graves aunque muchos ácidos débiles y seguros sí saben agrios. Fuerte y concentrado son ideas completamente distintas: un ácido fuerte se ioniza por completo sin importar cuánto esté disuelto, así que el ácido clorhídrico diluido sigue siendo un ácido fuerte y el vinagre concentrado sigue siendo uno débil, e incluso el agua misma actúa como un ácido de Bronsted-Lowry cuando dona un protón al amoniaco para formar $NH_4^+$ y $OH^-$, lo cual muestra que la acidez es una relación entre un donador y un aceptor más que una etiqueta fija en una molécula.