Sterke versus zwakke zuren en basen

Of zuren sterk of zwak zijn, wordt bepaald door hoe gemakkelijk ze dissociëren om ionen te vormen. In water lossen zuren op om waterstofionen te vormen, terwijl basen hydroxide-ionen vormen. De ionen van sterke zuren en basen dissociëren gemakkelijk om volledig in water op te lossen, waarbij H-waterstofionen worden gevormd met een lading van plus één of OH^- hydroxide-ionen met een lading van min één. Zwakke zuren en basen dissociëren slechts gedeeltelijk, waardoor er minder ionen in oplossing achterblijven. De waterstofionen voor zuren en de hydroxide-ionen voor basen geven zuren en basen hun eigenschappen en bepalen hun sterkte.

HF (waterstoffluoride of fluorwaterstofzuur) is geen sterk zuur. Het is een zwak zuur omdat het niet veel waterstofionen beschikbaar maakt wanneer het in water oplost. Wanneer HF oplost, vormen een deel van de waterstofatomen waterstofionen met een positieve lading, en een deel van de fluoratomen vormen fluorionen met een negatieve lading. De binding tussen waterstof en fluor is sterk, dus niet genoeg HF-moleculen dissociëren om het grote aantal ionen te produceren dat nodig is voor een sterk zuur. In plaats daarvan blijven de waterstofatomen verbonden met de fluoratomen en zijn er relatief weinig waterstofionen beschikbaar om de waterstoffluoride-oplossing de kenmerken van een zuur te geven.

NH₃ (ammoniak) is geen sterke base. Het wordt als een zwakke base beschouwd omdat het in oplossing niet veel hydroxide-ionen genereert. Hoewel ammoniak geen zuurstofatomen in zijn molecuul heeft en daarom niet direct in hydroxide-ionen kan dissociëren, wanneer opgelost in water, kan de NH₃ molecuul trekt een proton aan om een ​​ammoniumion te vormen, NH₄. Het proton is afkomstig van de H₂O watermolecuul, waarbij een OH-hydroxide-ion met een negatieve lading en een ammoniumion met een positieve lading achterblijft. De hydroxide-ionen in water maken NH₃, een base, maar slechts enkele van de ammoniakmoleculen nemen aan dit proces deel. Omdat er weinig resulterende hydroxide-ionen zijn, is ammoniak een zwakke base.

HNO₃ (salpeterzuur) is een sterk zuur. Dit komt omdat het volledig dissocieert in water. Het molecuul bestaat uit een waterstofatoom, een stikstofatoom en drie zuurstofatomen. In de chemische reactie die de salpeterzuurmoleculen heeft gevormd, wordt het elektron van het waterstofatoom gedeeld door de stikstof-zuurstofatoomcombinatie. De resulterende binding aan het waterstofatoom is relatief zwak en het waterstofatoom dissocieert zichzelf van het salpeterzuurmolecuul wanneer het wordt opgelost in water. Door de zwakke binding vormen bijna alle moleculen van salpeterzuur waterstofionen met een positieve lading en NO₃ ionen met een negatieve lading, waardoor een sterk zuur ontstaat.

NaOH (natriumhydroxide of loog), is een sterke base. In NaOH heeft het zuurstofatoom het enkele elektron van de buitenste elektronenschil van het natriumatoom ontvangen en deelt het het elektron van het waterstofatoom om de verbinding te vormen. Als gevolg hiervan heeft het hydroxide-ion een negatieve lading van één en wordt het natriumion met een lading van plus één erdoor aangetrokken. In oplossing trekken de polaire watermoleculen met een zuurstofatoom aan het ene uiteinde en twee waterstofatomen aan het andere uiteinde de NaOH-ionen uit elkaar. Het hydroxide-ion met een negatieve lading en het natriumion met een positieve lading dissociëren volledig, wat resulteert in een sterke base.

HCN (Blauwzuur) is geen sterk zuur. Het is een zwak zuur. De waterstof-, koolstof- en stikstofatomen zijn verbonden om het HCN-molecuul te vormen door de covalente bindingen van hun elektronen. Er zijn in totaal 10 valentie-elektronen beschikbaar voor chemische reacties in de buitenste elektronenschillen van de drie atomen, waarbij waterstof één, koolstof vier en stikstof vijf bijdraagt. Het koolstofatoom deelt één elektronenpaar met het waterstofatoom en drie met het stikstofatoom, terwijl één stikstofelektronenpaar ongedeeld blijft. Wanneer ze in oplossing worden geplaatst, blijven de covalente bindingen actief, waarbij de binding tussen de koolstof- en waterstofatomen de dissociatie van waterstofionen beperkt. Hierdoor komen er maar een paar waterstofionen in de oplossing. Blauwzuur is een zwak zuur.

HCL (waterstofchloride) is een sterk zuur. Dit komt omdat het zoutzuur wordt wanneer het wordt opgelost in water. De waterstof- en chlooratomen vormen een covalente binding, maar het waterstofatoom wordt niet sterk vastgehouden. Dientengevolge vormt het waterstofatoom in water een waterstofion, dat dissocieert van het chlooratoom en het achterlaat als een chloorion met een negatieve lading. Omdat HCL volledig dissocieert wanneer het wordt opgelost in water en alle waterstof- en chlooratomen van HCL waterstof- en chloorionen vormen, wordt zoutzuur als een sterk zuur beschouwd.