Ionen als zuren en basen

Zuren, basen en ionische verbindingen vormen anionen en kationen wanneer ze oplossen in water. Anionen die de geconjugeerde base zijn van sterke zuren, zoals chloride gevormd door de dissociatie van zoutzuur, zijn te zwak om een proton uit water te accepteren. Daarom zijn chloride-ionen pH-neutraal;dat wil zeggen, ze zijn noch zuur noch basisch.

Daarentegen werken anionen, gevormd door zwakke zuren, zoals acetaat, de geconjugeerde base van azijnzuur, als een zwakke base omdat het een proton uit water kan opnemen. Kationen die het geconjugeerde zuur zijn van sterke basen, zoals natriumionen gevormd door natriumhydroxide, kunnen geen protonen accepteren en zijn daarom ook pH-neutraal. Daarentegen werken kationen die worden geproduceerd door zwakke basen, zoals ammonium, het geconjugeerde zuur van ammoniak, als een zwak zuur omdat het protonen aan water kan afstaan.

Wanneer ze ioniseren, kunnen zouten zure en basische oplossingen produceren als ze een geconjugeerd zuur of een geconjugeerde base van een zwak zuur of een zwakke base bevatten. Ammoniumbromide produceert ammonium-en bromide-ionen in water. Bromide-ionen zijn pH-neutraal, terwijl ammoniumionen werken als een zwak zuur omdat ze protonen kunnen afstaan.

Wanneer natriumacetaat wordt opgelost in water, reageren de natriumionen niet met water;het acetaation kan echter een proton accepteren dat een basische oplossing vormt. Zouten die pH-neutrale kationen en anionen bevatten, vormen neutrale oplossingen. Natriumchloride dissocieert bijvoorbeeld in natriumionen en chloride-ionen wanneer het wordt opgelost in water.

Omdat beide ionen geen protonen kunnen accepteren of afstaan, vormen ze een neutrale oplossing. Kleine en sterk geladen metaalionen, zoals ijzer(III)en aluminium(III)kunnen ook als zwakke zuren werken wanneer ze gehydrateerd raken. Wanneer aluminium(III)wordt gehydrateerd, werkt het als een zwak zuur en draagt het protonen over van zijn hydratatiewater tot de vrije watermoleculen, wat leidt tot de productie van hydronium-ionen.

Hoe kleiner het metaalion en hoe hoger de lading die erop aanwezig is, des te groter is de neiging om als zuur te werken. De Ka voor Fe is bijvoorbeeld 6, 3 10⁻³, terwijl de Ka voor Ni(II)2, 5 10⁻¹¹ is.