Starke vs. schwache Säuren und Basen

Ob Säuren stark oder schwach sind, hängt davon ab, wie leicht sie zu Ionen dissoziieren. In Wasser lösen sich Säuren zu Wasserstoffionen auf, während Basen Hydroxidionen bilden. Die Ionen starker Säuren und Basen dissoziieren leicht, um sich vollständig in Wasser aufzulösen, und bilden H-Wasserstoffionen mit einer Ladung von plus eins oder OH forming^- Hydroxidionen mit einer Ladung von minus eins. Schwache Säuren und Basen dissoziieren nur teilweise, sodass weniger Ionen in Lösung bleiben. Die Wasserstoffionen für Säuren und die Hydroxidionen für Basen geben Säuren und Basen ihre Eigenschaften und bestimmen ihre Stärke.

HF (Fluorwasserstoff oder Flusssäure) ist keine starke Säure. Es ist eine schwache Säure, da es beim Auflösen in Wasser nicht viele Wasserstoffionen zur Verfügung stellt. Wenn sich HF auflöst, bilden einige der Wasserstoffatome Wasserstoffionen mit positiver Ladung und einige der Fluoratome bilden Fluorionen mit einer negativen Ladung. Die Bindung zwischen Wasserstoff und Fluor ist stark, sodass nicht genügend HF-Moleküle dissoziieren, um die große Anzahl von Ionen zu produzieren, die für eine starke Säure erforderlich sind. Stattdessen bleiben die Wasserstoffatome mit den Fluoratomen verbunden, und es stehen vergleichsweise wenige Wasserstoffionen zur Verfügung, um der Fluorwasserstofflösung die Eigenschaften einer Säure zu verleihen.

NH₃ (Ammoniak) ist keine starke Base. Es gilt als schwache Base, da es in Lösung nicht viele Hydroxidionen erzeugt. Obwohl Ammoniak keine Sauerstoffatome in seinem Molekül hat und daher nicht direkt in Hydroxidionen dissoziieren kann, ist das NH. beim Auflösen in Wasser₃ Molekül zieht ein Proton an, um ein Ammoniumion, NH., zu bilden₄. Das Proton stammt aus dem H₂O Wassermolekül, hinterlässt ein OH-Hydroxid-Ion mit negativer Ladung und ein Ammonium-Ion mit positiver Ladung. Die Hydroxidionen im Wasser machen NH₃, eine Base, aber nur wenige der Ammoniakmoleküle nehmen an diesem Prozess teil. Da nur wenige Hydroxidionen entstehen, ist Ammoniak eine schwache Base.

HNO₃ (Salpetersäure) ist eine starke Säure. Dies liegt daran, dass es in Wasser vollständig dissoziiert. Das Molekül besteht aus einem Wasserstoffatom, einem Stickstoffatom und drei Sauerstoffatomen. Bei der chemischen Reaktion, bei der die Salpetersäuremoleküle gebildet wurden, wird das Elektron des Wasserstoffatoms von der Stickstoff-Sauerstoff-Atomkombination geteilt. Die resultierende Bindung zum Wasserstoffatom ist vergleichsweise schwach, und das Wasserstoffatom dissoziiert sich beim Auflösen in Wasser vom Salpetersäuremolekül. Aufgrund der schwachen Bindung bilden fast alle Moleküle der Salpetersäure positiv geladene Wasserstoffionen und NO₃ Ionen mit negativer Ladung, wodurch eine starke Säure entsteht.

NaOH (Natriumhydroxid oder Lauge) ist eine starke Base. In NaOH hat das Sauerstoffatom das einzelne Elektron von der äußeren Elektronenhülle des Natriumatoms erhalten und teilt sich das Elektron des Wasserstoffatoms, um die Verbindung zu bilden. Als Ergebnis hat das Hydroxid-Ion eine negative Ladung von eins, und das Natrium-Ion mit einer Ladung von plus eins wird davon angezogen. In Lösung ziehen die polaren Wassermoleküle mit einem Sauerstoffatom an einem Ende und zwei Wasserstoffatomen am anderen Ende die NaOH-Ionen auseinander. Das negativ geladene Hydroxid-Ion und das positiv geladene Natrium-Ion dissoziieren vollständig, wodurch eine starke Base entsteht.

HCN (Blausäure) ist keine starke Säure. Es ist eine schwache Säure. Die Wasserstoff-, Kohlenstoff- und Stickstoffatome sind durch die kovalenten Bindungen ihrer Elektronen zum HCN-Molekül verbunden. In den äußersten Elektronenschalen der drei Atome stehen insgesamt 10 Valenzelektronen für chemische Reaktionen zur Verfügung, wobei Wasserstoff eins, Kohlenstoff vier und Stickstoff fünf beisteuern. Das Kohlenstoffatom teilt sich ein Elektronenpaar mit dem Wasserstoffatom und drei mit dem Stickstoffatom, während ein Stickstoffelektronenpaar ungeteilt bleibt. Wenn sie in Lösung gebracht werden, bleiben die kovalenten Bindungen aktiv, wobei die Bindung zwischen den Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen die Dissoziation von Wasserstoffionen begrenzt. Dadurch gelangen nur wenige Wasserstoffionen in die Lösung. Blausäure ist eine schwache Säure.

HCL (Chlorwasserstoff) ist eine starke Säure. Dies liegt daran, dass es beim Auflösen in Wasser zu Salzsäure wird. Die Wasserstoff- und Chloratome bilden eine kovalente Bindung, aber das Wasserstoffatom wird nicht fest gehalten. Als Ergebnis bildet das Wasserstoffatom in Wasser ein Wasserstoffion, dissoziiert vom Chloratom und hinterlässt es als Chlorion mit einer negativen Ladung. Da HCL beim Auflösen in Wasser vollständig dissoziiert und alle Wasserstoff- und Chloratome von HCL Wasserstoff- und Chlorionen bilden, gilt Salzsäure als starke Säure.