חומצה מקבלת את מאפייניה מאטומי המימן של מולקולותיה. לחומצות חזקות אטומי מימן קשורים חלש, והמולקולות נפרדות מהם בקלות בתמיסה. כמה מאטומי המימן הללו מתנתקים ויוצרים מימן קובע את חוזק החומצה. חומצות חזקות מאבדות את רוב או אטומי המימן שלהן בתמיסת מים ויוצרות H3יוני O עם מטען חיובי. שאר מולקולת החומצה יוצרת יון נפרד עם מטען שלילי.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
עבור חומצות חזקות, רוב או כל אטומי המימן הקשורים חלש במולקולות שלהם יוצרים יוני מימן בתמיסת מים. חומצות חלשות נשארות בעיקר יחד כמולקולות, ורק מעט מאטומי המימן שלהן יוצרים יונים. יוני המימן החיוביים והיונים השליליים התואמים של שאר מולקולת החומצה נותנים לחומצות את המאפיינים העיקריים שלהם.
חומצות חזקות ואיך הם מתנתקים
החומצות החזקות הנפוצות ביותר כוללות חומצה הידרוכלורית, HCl וחומצה גופרתית, H2כך4. הקשר בין אטומי המימן והכלור של חומצה הידרוכלורית מספיק חלש כדי שכל אטומי המימן מתנתקים מאטומי הכלור כאשר החומצה מתמוססת במים. אטומי המימן במולקולות החומצה הידרוכלורית איבדו את האלקטרונים היחידים שלהם לאטומי הכלור בתגובה הכימית שיצרה את תרכובת החומצה הידרוכלורית. כתוצאה מכך אטומי המימן יוצרים יונים במטען פלוס אחד, אטומי הכלור יוצרים יונים במטען מינוס אחד.
באופן דומה, אטומי המימן של מולקולת החומצה הגופרתית איבדו את האלקטרונים שלהם בתגובה הכימית שיצרה חומצה גופרתית. הם גם מוחזקים חלש ומתנתקים מה- SO4 אטומים ליצירת שני יוני מימן עם מטען פלוס אחד. ה- SO4 אטומים יוצרים יון סולפט שלילי עם מטען של מינוס שניים.
כמה בסיסים חזקים מתנתקים
כאשר יוני המימן של חומצות חזקות מתנתקים במים ונותנים לתמיסה את המאפיינים של חומצה, יון ההידרוקסיד ממלא את אותו התפקיד לבסיסים חזקים. נתרן הידרוקסיד, NaOH וסידן הידרוקסיד, Ca (OH)2, הם דוגמאות לבסיסים חזקים המתנתקים לחלוטין במים. יון ה- OH המוחזק חלש במטען מינוס אחד מתנתק מיון הנתרן במטען פלוס אחד או יון הסידן במטען פלוס שניים. המספר הגדול של יוני OH במים נותן לתמיסה את המאפיינים של בסיס חזק.
כאשר חומצות חזקות ובסיסים חזקים מגיבים
מכיוון שחומצות ובסיסים חזקים מתנתקים לחלוטין במים, הם יכולים לנטרל זה את זה ולייצר מלח יציב. אם הפרופורציות הנכונות של חומצה ובסיס מתערבבות באטיות, יוני המימן H עם מטען חיובי משתלבים עם יוני ה- OH הידרוקסיד הטעונים שלילית ליצירת מים. החלקים האחרים של המולקולות המומסות במים מתאחדים ויוצרים מלח.
לדוגמא, אם אט אט מוסיפים נתרן הידרוקסיד לחומצה הידרוכלורית, יוני ה- OH של הנתרן הידרוקסיד משתלבים עם יוני ה- H של החומצה הידרוכלורית ויוצרים מים. יוני הנתרן משתלבים עם יוני הכלור ליצירת נתרן כלורי או מלח שולחן. בגלל חוזק החומצה והבסיס, כל היונים שלהם התמוססו, וכולם התאחדו ליצירת מים. חומצות חזקות ובסיסים חזקים יכולים לנטרל זה את זה לחלוטין.