Jony jako kwasy i zasady

Kwasy, zasady i związki jonowe tworzą aniony i kationy, gdy rozpuszczają się w wodzie.

Aniony, które są sprzężoną zasadą mocnych kwasów, takie jak chlorek powstały w wyniku dysocjacji kwasu solnego, są zbyt słabe, aby przyjąć proton z wody. Dlatego jony chlorkowe mają pH neutralne; Oznacza to, że nie są ani kwaśne, ani zasadowe.

Natomiast aniony utworzone przez słabe kwasy, takie jak octan, sprzężona zasada kwasu octowego, działa jak słaba zasada, ponieważ może przyjąć proton z wody.

Kationy, które są sprzężonym kwasem mocnych zasad, takie jak jony sodu utworzone przez wodorotlenek sodu, nie mogą przyjmować protonów, a zatem mają również neutralne pH.

W przeciwieństwie do tego, kationy wytwarzane przez słabe zasady, takie jak amon, sprzężony kwas amoniaku, działa jak słaby kwas, ponieważ może oddawać protony wodzie.

Kiedy jonizują, sole mogą wytwarzać roztwory kwaśne i zasadowe, jeśli zawierają sprzężony kwas lub sprzężoną zasadę słabego kwasu lub zasady.

Bromek amonu wytwarza jony amonowe i bromkowe w wodzie. Jony bromkowe mają pH neutralne, podczas gdy jony amonowe działają jak słaby kwas, ponieważ mogą oddawać protony.

Kiedy octan sodu rozpuszcza się w wodzie, jony sodu nie reagują z wodą; jednak jon octanowy może przyjąć proton, tworząc zasadowy roztwór.

Sole zawierające kationy i aniony o neutralnym pH tworzą obojętne roztwory. Na przykład chlorek sodu dysocjuje na jony sodu i jony chlorkowe po rozpuszczeniu w wodzie. Ponieważ oba te jony nie mogą ani przyjmować, ani oddawać protonów, tworzą neutralny roztwór.

Małe i silnie naładowane jony metali, takie jak żelazo(III) i glin(III), mogą również działać jako słabe kwasy, gdy zostaną uwodnione.

Kiedy aluminium(III) jest uwodnione, działa jak słaby kwas i przenosi protony ze swoich wód hydratacyjnych do wolnych cząsteczek wody, co prowadzi do produkcji jonów hydroniowych.

Im mniejszy jon metalu i im wyższe ładunki na nim obecne, tym większa jest jego skłonność do działania jak kwas. Na przykład K_a dla Fe(III) wynosi 6,3 × 10⁻³, podczas gdy K_a dla Ni(II) wynosi 2,5 × 10⁻¹¹.