Welke pH-waarden worden als sterk en zwak beschouwd?

Wetenschappers gebruiken pH, een maat voor de waterstofionenconcentratie in een oplossing, als een indicator voor de zure of basische aard van een oplossing. De pH-schaal varieert meestal van 1 tot 14, waarbij lagere getallen zuren, hogere getallen, basen vertegenwoordigen. Neutrale vloeistoffen zoals water hebben een pH van 7.

Over het algemeen heeft een sterk zuur een pH van ongeveer nul tot 3. Hoe sterker het zuur, hoe beter het dissocieert in een waterige oplossing, waarbij meer kationische waterstof (H () vrijkomt⁺) ionen. Voorbeelden van sterke zuren zijn zoutzuur (HCl), waterstofbromide (HBr), perchloorzuur (HClO₄), en zwavelzuur (H₂ZO₄). Omdat de pH echter de hoeveelheid waterstofionen meet die vrijkomt in een oplossing, kan zelfs een zeer sterk zuur een hoge pH-waarde hebben als de concentratie erg verdund is. Een 0,0000001 molaire HCl-oplossing heeft bijvoorbeeld een pH van 6,79. Als een sterk zuur vertoont HCl 100 procent dissociatie, maar de extreem lage concentratie waterstofionen die het in dit geval afgeeft, geeft het een bijna neutrale pH.

Een zwak zuur daarentegen slaagt er niet in volledig te ioniseren. Het geeft vrij lage concentraties waterstofionen vrij in een waterige oplossing, wat resulteert in een pH-bereik van ongeveer 5 tot net onder 7. Voorbeelden zijn azijnzuur (CH₃COOH), het hoofdbestanddeel van azijn, en mierenzuur (HCOOH), het zuur dat verantwoordelijk is voor de angel van mierenbeten. Nogmaals, er zijn uitzonderingen op dit algemene pH-bereik. Een voldoende geconcentreerd zwak zuur kan nog steeds een lage pH-waarde opleveren. A 1,0 molair CH₃COOH-oplossing heeft bijvoorbeeld een pH van 2,37.

Net als sterke zuren dissocieert een sterke base bijna volledig in water; er komt echter hydroxide vrij (OH^-) ionen in plaats van H⁺. Sterke basen hebben zeer hoge pH-waarden, meestal rond de 12 tot 14. Bekende voorbeelden van sterke basen zijn bijtende soda of natriumhydroxide (NaOH), evenals loog of kaliumhydroxide (KOH). Hydroxiden van alkali- of groep 1-metalen zijn over het algemeen sterke basen.

De pH van een zwakke base ligt ergens tussen 7 en 10. Net als zwakke zuren ondergaan zwakke basen geen volledige dissociatie; in plaats daarvan is hun ionisatie een tweerichtingsreactie met een bepaald evenwichtspunt. Terwijl sterke basen hydroxide-ionen afgeven via dissociatie, genereren zwakke basen hydroxide-ionen door te reageren met water. Ammoniak (NH₃) en methylamine (CH₃NH₂) zijn voorbeelden van zwakke basen.