חומצות ובסיסים של ברונסטד-לאורי

חומצת ארניוס היא חומר שמייצר יון מימן כאשר הוא מומס במים, ובסיס ארניוס הוא חומר שמייצר OH או יון הידרוקסיד. חומצת מימן כלורי(הידרוכלורית)היא חומצת ארניוס מכיוון שהיא מתפרקת ליון מימן וליון כלור כשהיא מומסת במים. נתרן הידרוקסיד הוא בסיס ארניוס מפני שהוא מתפרק ליון נתרן וליון הידרוקסיד כשהוא מומס במים.

אך לא ניתן להשתמש בהגדרה זו כשמתארים חומצות ובסיסים שאינם מומסים בתמיסה מימית או בסיסים שאינם מכילים יוני הידרוקסיד. הגדרה רחבה יותר לחומצה ניתנה על ידי ברונסטד ולאורי כתורמת של יון מימן או פרוטון, בעוד בסיס הוא מקבל של פרוטון. כשחומצת מימן כלורי מתמוססת במים, היא פועלת כחומצה מפני שהיא תורמת פרוטון למים ליצירית יון הידרוניום ויון כלור.

כשאמוניה מתמוססת במים, היא פועלת כבסיס, מקבלת פרוטון מהמים ומייצרת יון אמוניום ויון הידרוקסיד. חומצת ברונסטד לאורי תמיד תגיב עם בסיס ברונסטד לאורי ולהפך. לדוגמה, כשחומצה אצטית תורמת פרוטון, המים פועלים כבסיס ומקבלים את הפרוטון.

חומצה אצטית הופכת לבסיס המצומד, אצטט, ומים הופכים לחומצה המצומדת, יון הידרוניום. חומצות ובסיסים שנבדלים זה מזה עקב ההעברה של פרוטון נקראים חומצה-בסיס מצומדים. בתגובה ההפוכה, החומצה המצומדת, הידרוניום, פועלת כתורמת פרוטון, והבסיס המצומד, אצטט, יקבל פרוטון.

חוזקה של חומצה נקבע על פי היכולת שלה לתרום פרוטון, בעוד שחוזקו של בסיס נקבע על פי היכולת שלו לקבל פרוטון. לחומצה חזקה יש סבירות גבוהה יותר לתרום פרוטון מאשר לחומצה חלשה יותר. בדומה לכך, לבסיס חזק יש סבירות גבוהה יותר לקבל פרוטון מאשר לבסיס חלש יותר.

החוזק של חומצה ושל הבסיס המצומד שלה נמצאים ביחס הפוך. חומצה חזקה מתפרקת לגמרי בתמיסה והבסיס המצומד שנוצר חלש מכדי לקבל פרוטון. דבר דומה תקף במקרה של בסיס חזק והחומצה המצומדת שלו.

מצד שני, חומצה חלשה מתפרקת באופן חלקי בתמיסה. הבסיס המצומד של חומצה חלשה גם הוא חלש יחסית. לכן, תערובת של חומצה חלשה לא מפורקת והבסיס הצמוד החלש שלה תימצא במערכת שיווי משקל.

תופעה דומה מתרחשת במקרה של בסיס חלש והחומצה המצומדת החלשה שלו.