Кислоты и основания Бренстеда-Лоури

Кислота Аррениуса это вещество, которое при растворении в воде образует ион водорода, а основание Аррениуса это вещество, которое производит гидроксид-ион ОН⁻Соляная кислота это кислота Аррениуса, поскольку она диссоциирует на ион водорода и ион хлорида при растворении в воде. Гидроксид натрия является основанием Аррениуса, поскольку при растворении в воде он диссоциирует на ион натрия и гидроксид-ион. Однако это определение нельзя использовать для описания кислот и оснований, которые не находятся в водном растворе, или оснований, не содержащих гидроксид-ионы.

Более широкое определение, данное Бренстедом и Лоури, определяет кислоту как донор иона водорода или протона, тогда как основание является акцептором протона. Когда соляная кислота растворяется в воде, она действует как кислота, отдавая протон воде, образуя ион гидроксония и ион хлорида. Когда аммиак растворяется в воде, он действует как основание и принимает протон из воды, образуя ион аммония и гидроксид-ион.

Кислота Бренстеда-Лоури всегда будет реагировать с основанием Бренстеда-Лоури и наоборот. Когда кислота, например уксусная кислота, отдает свой протон, вода действует как основание и принимает протон. Уксусная кислота превращается в сопряженное основание, ацетат, а вода превращается в сопряженную кислоту, ион гидроксония.

Кислоты и основания, которые отличаются друг от друга из-за переноса протона, называются сопряженными парами кислота-основание. В обратной реакции сопряженная кислота, гидроксоний, действует как донор протонов, а сопряженное основание, ацетат, принимает протон. Сила кислоты определяется ее способностью отдавать протон, тогда как сила основания определяется ее способностью принимать протон.

Более сильная кислота с большей вероятностью отдаст протон, чем более слабая кислота. Точно так же более сильное основание с большей вероятностью примет протон, чем более слабое основание. Сила кислоты и сопряженного с ней основания обратно пропорциональна.

Сильная кислота полностью диссоциирует в растворе, и образующееся сопряженное основание слишком слабое, чтобы принимать протон. То же самое применимо в случае сильного основания и сопряженной с ним кислоты. С другой стороны, слабая кислота частично диссоциирует в растворе.

Сопряженное основание слабой кислоты также относительно слабо;следовательно, смесь недиссоциированной слабой кислоты и слабого сопряженного с ней основания будет находиться в равновесии. То же явление происходит в случае слабого основания и его слабой сопряженной кислоты.