Silné vs slabé kyseliny a zásady

To, zda jsou kyseliny silné nebo slabé, závisí na tom, jak snadno se disociují za vzniku iontů. Ve vodě se kyseliny rozpouštějí za vzniku vodíkových iontů, zatímco báze tvoří hydroxidové ionty. Ionty silných kyselin a bází se snadno disociují, aby se úplně rozpustily ve vodě, za vzniku vodíkových iontů H s nábojem plus jedna nebo OH^- hydroxidové ionty s nábojem minus jedna. Slabé kyseliny a zásady se disociují pouze částečně a v roztoku zůstává méně iontů. Vodíkové ionty pro kyseliny a hydroxidové ionty pro báze dávají kyselinám a zásadám jejich vlastnosti a určují jejich pevnost.

HF (fluorovodík nebo kyselina fluorovodíková) není silná kyselina. Je to slabá kyselina, protože nerozpouští mnoho vodíkových iontů, když se rozpouští ve vodě. Když se HF rozpustí, tvoří některé atomy vodíku ionty vodíku s kladným nábojem a některé atomy fluoru tvoří ionty fluoru se záporným nábojem. Vazba mezi vodíkem a fluorem je silná, takže se nedostaví dostatečné množství molekul HF k produkci velkého počtu iontů potřebných pro silnou kyselinu. Místo toho zůstávají atomy vodíku spojeny s atomy fluoru a je k dispozici poměrně málo vodíkových iontů, které dávají roztoku fluorovodíku vlastnosti kyseliny.

NH₃ (čpavek) není silná báze. Je považována za slabou bázi, protože v roztoku negeneruje mnoho hydroxidových iontů. Ačkoli amoniak nemá ve své molekule žádné atomy kyslíku, a proto se nemůže přímo disociovat na hydroxidové ionty, po rozpuštění ve vodě se NH₃ molekula přitahuje proton za vzniku amonného iontu, NH₄. Proton je převzat z H₂O molekula vody, zanechávající iont hydroxidu OH se záporným nábojem a amonný iont s kladným nábojem. Hydroxidové ionty ve vodě tvoří NH₃, báze, ale tohoto procesu se účastní jen několik molekul amoniaku. Protože je výsledných hydroxidových iontů málo, je amoniak slabou bází.

HNO₃ (kyselina dusičná) je silná kyselina. Je to proto, že se ve vodě úplně disociuje. Molekula je tvořena atomem vodíku, atomem dusíku a třemi atomy kyslíku. V chemické reakci, která vytvořila molekuly kyseliny dusičné, je elektron z atomu vodíku sdílen kombinací atomů dusíku a kyslíku. Výsledná vazba k atomu vodíku je poměrně slabá a atom vodíku se po rozpuštění ve vodě disociuje od molekuly kyseliny dusičné. Díky slabé vazbě tvoří téměř všechny molekuly kyseliny dusičné ionty vodíku s kladným nábojem a NO₃ ionty se záporným nábojem, vytvářející silnou kyselinu.

NaOH (hydroxid sodný nebo louh) je silná báze. V NaOH atom kyslíku přijal jediný elektron z vnějšího elektronového obalu atomu sodíku a sdílí elektron z atomu vodíku za vzniku sloučeniny. Výsledkem je, že hydroxidový iont má záporný náboj jednoho a sodíkový iont s nábojem plus jeden je k němu přitahován. V roztoku oddělují polární molekuly vody s atomem kyslíku na jednom konci a dvěma atomy vodíku na druhém konci ionty NaOH. Hydroxidový iont se záporným nábojem a sodíkový iont s kladným nábojem se úplně disociují, což vede k silné bázi.

HCN (kyselina kyanovodíková) není silná kyselina. Je to slabá kyselina. Atomy vodíku, uhlíku a dusíku jsou spojeny za vzniku molekuly HCN kovalentními vazbami svých elektronů. Celkem 10 valenčních elektronů je k dispozici pro chemické reakce v nejvzdálenějších elektronových skořápkách tří atomů, přičemž vodík přispívá jeden, uhlík čtyři a dusík pět. Atom uhlíku sdílí jeden elektronový pár s atomem vodíku a tři s atomem dusíku, zatímco jeden dusíkový elektronový pár zůstává nesdílený. Po umístění do roztoku zůstávají kovalentní vazby aktivní, přičemž vazba mezi atomy uhlíku a vodíku omezuje disociaci vodíkových iontů. Výsledkem je, že do roztoku vstupuje pouze několik vodíkových iontů. Kyselina kyanovodíková je slabá kyselina.

HCL (chlorovodík) je silná kyselina. Je to proto, že se po rozpuštění ve vodě stává kyselinou chlorovodíkovou. Atomy vodíku a chloru tvoří kovalentní vazbu, ale atom vodíku není pevně držen. Výsledkem je, že ve vodě vytvoří atom vodíku iont vodíku, který se oddělí od atomu chloru a ponechá jej jako iont chloru se záporným nábojem. Protože HCL zcela disociuje, když je rozpuštěn ve vodě a všechny atomy vodíku a chloru v HCL tvoří vodíkové a chlorové ionty, je kyselina chlorovodíková považována za silnou kyselinu.