Ионы как кислоты и основания

Кислоты, основания и ионные соединения образуют анионы и катионы при растворении в воде. Анионы, которые являются сопряженными основаниями сильных кислот, например хлорид анион, образующийся при диссоциации соляной кислоты, слишком слабы, чтобы принимать протон из воды. Следовательно, ионы хлора имеют нейтральный pH;то есть они не являются ни кислотными, ни основными.

Напротив, анионы, образованные слабыми кислотами, такие как ацетат, сопряженное основание уксусной кислоты, действуют как слабое основание, поскольку они могут принимать протон из воды. Катионы, которые представляют собой сопряженную кислоту сильных оснований, например ионы натрия, образованные гидроксидом натрия, не могут принимать протоны и, следовательно, также имеют нейтральный pH. Напротив, катионы, образованные слабыми основаниями, такими как аммоний, сопряженная кислота аммиака, действуют как слабая кислота, поскольку они могут отдавать протоны воде.

Когда они ионизируются, соли могут образовывать кислотные и основные растворы, если они содержат сопряженную кислоту или сопряженное основание слабой кислоты или основания. Бромид аммония образует в воде ионы аммония и бромида. Ионы брома имеют нейтральный pH, тогда как ионы аммония действуют как слабая кислота, так как могут отдавать протоны.

Когда ацетат натрия растворяется в воде, ионы натрия не реагируют с водой;однако ацетат-ион может принимать протон, образуя щелочной раствор. Соли, содержащие катионы и анионы с нейтральным pH, образуют нейтральные растворы. Например, хлорид натрия при растворении в воде диссоциирует на ионы натрия и хлорид-ионы.

Поскольку оба эти иона не могут ни принимать, ни отдавать протоны, они образуют нейтральный раствор. Маленькие и сильно заряженные ионы металлов, такие как железо и алюминий также могут действовать как слабые кислоты после гидратации. Когда алюминий гидратирован, он действует как слабая кислота и переносит протоны из гидратирующих молекул воды к свободным молекулам воды, что приводит к образованию ионов гидроксония.

Чем меньше размер иона металла и чем больше на нем заряд, тем больше он склонен действовать как кислота. Например, Ka для Fe составляет 6, 3 10⁻³, тогда как Ka для Ni составляет 2, 5 10⁻¹¹.