Ionen als Säuren und Basen

Säuren, Basen und ionische Verbindungen bilden Anionen und Kationen, wenn sie sich in Wasser lösen.

Anionen, die die konjugierte Base starker Säuren sind, wie Chlorid, das durch die Dissoziation von Salzsäure gebildet wird, sind zu schwach, um ein Proton aus Wasser aufzunehmen. Daher sind Chloridionen pH-neutral; Das heißt, sie sind weder sauer noch basisch.

Im Gegensatz dazu wirken Anionen, die von schwachen Säuren gebildet werden, wie Acetat, die konjugierte Base der Essigsäure, als schwache Base, da sie ein Proton aus Wasser aufnehmen können.

Kationen, die die konjugierte Säure starker Basen sind, wie z. B. Natriumionen, die von Natriumhydroxid gebildet werden, können keine Protonen aufnehmen und sind daher auch pH-neutral.

Im Gegensatz dazu wirken Kationen, die von schwachen Basen wie Ammonium, der konjugierten Säure des Ammoniaks, produziert werden, als schwache Säure, da sie Protonen an Wasser abgeben können.

Salze können bei der Ionisierung saure und basische Lösungen erzeugen, wenn sie eine konjugierte Säure oder eine konjugierte Base einer schwachen Säure oder Base enthalten.

Ammoniumbromid produziert Ammonium- und Bromidionen in Wasser. Bromid-Ionen sind pH-neutral, während Ammonium-Ionen als schwache Säure wirken, da sie Protonen abgeben können.

Wenn Natriumacetat in Wasser gelöst wird, reagieren die Natriumionen nicht mit Wasser; das Acetation kann jedoch ein Proton aufnehmen und so eine basische Lösung bilden.

Salze, die pH-neutrale Kationen und Anionen enthalten, bilden neutrale Lösungen. Zum Beispiel dissoziiert Natriumchlorid in Natriumionen und Chloridionen, wenn es in Wasser gelöst wird. Da diese beiden Ionen weder Protonen aufnehmen noch abgeben können, bilden sie eine neutrale Lösung.

Kleine und hochgeladene Metallionen wie Eisen(III) und Aluminium(III) können ebenfalls als schwache Säuren wirken, wenn sie hydratisiert werden.

Wenn Aluminium(III) hydratisiert wird, wirkt es wie eine schwache Säure und überträgt Protonen aus seinem Hydratationswasser auf die freien Wassermoleküle, was zur Produktion von Hydroniumionen führt.

Je kleiner das Metallion und je höher die Ladungen, desto größer ist seine Tendenz, als Säure zu wirken. Zum Beispiel beträgt das K_a für Fe(III) 6,3 × 10⁻³, während das K_a für Ni(II) 2,5 × 10⁻¹¹ beträgt.