Samantekt

14.1 Brønsted-Lowry-sýrur og -basar

Efnasamband sem getur gefið öðru efnasambandi róteind, það er vetnisjón, kallast Brønsted-Lowry-sýra. Efnasambandið sem tekur við róteindinni kallast Brønsted-Lowry-basi. Efnategundin sem situr eftir þegar Brønsted-Lowry-sýra hefur misst róteind er samstæður basi sýrunnar. Efnategundin sem myndast þegar Brønsted-Lowry-basi tekur við róteind er samstæð sýra basans. Sýru-basahvarf á sér því stað þegar róteind flyst frá sýru til basa; þá myndast samstæður basi hvarfsýrunnar og samstæð sýra hvarfbasans. Amfíprótónskar efnategundir geta verkað bæði sem róteindagjafar og róteindaþegar. Vatn er mikilvægasta amfíprótónska efnategundin. Við sjálfjónun getur það myndað bæði oxóníumjónina, H₃O⁺, og hýdroxíðjónina, OH⁻:

Jónafeldisfasti vatns, K_w, er jafnvægisfastinn fyrir sjálfjónunarhvarfið:

14.2 pH og pOH

Styrkur oxóníumjóna og hýdroxíðjóna í vatnslausnum er oft settur fram sem logaritmísku gildin pH og pOH. Við 25 °C krefst sjálfjónunarjafnvægi vatns þess að summa pH og pOH sé 14 í hvaða vatnslausn sem er. Hlutfallslegur styrkur oxóníumjóna og hýdroxíðjóna í lausn skilgreinir hvort hún er súr ([H₃O⁺] > [OH⁻]), basísk ([H₃O⁺] < [OH⁻]) eða hlutlaus ([H₃O⁺] = [OH⁻]). Við 25 °C gefur pH < 7 til kynna súra lausn, pH > 7 basíska lausn og pH = 7 hlutlausa lausn.

14.3 Hlutfallslegur styrkur sýra og basa

Hlutfallslegur styrkur sýra og basa endurspeglast í stærð jónunarfastanna; því rammari sem sýran eða basinn er, því stærri er jónunarfastinn. Öfugt samband er milli styrks samstæðs sýru-basapars: því rammari sem sýran er, því daufari er samstæður basi hennar. Vatn hefur jöfnunaráhrif á leystar sýrur og basa með því að hvarfast að fullu og mynda einkennandi oxóníum- og hýdroxíðjónir sínar, sem eru rammasta sýra og rammasti basi sem geta verið til í vatni. Styrkur tvíundarsýra eykst frá vinstri til hægri yfir lotu í lotukerfinu (CH₄ < NH₃ < H₂O < HF) og eykst niður flokk (HF < HCl < HBr < HI). Styrkur oxósýra með sama miðlæga frumefni eykst eftir því sem oxunartala frumefnisins hækkar (H₂SO₃ < H₂SO₄). Styrkur oxósýra eykst einnig eftir því sem rafneikvæðni miðlæga frumefnisins eykst [H₂SeO₄ < H₂SO₄].

14.4 Vatnsrof salta

Jónirnar í söltum geta haft súra eða basíska eiginleika og jónast þegar þær leysast upp í vatni, þannig að lausnin verður súr eða basísk. Súrar katjónir eru yfirleitt samstæðar sýrur daufra basa og basískar anjónir eru yfirleitt samstæðir basar daufra sýra. Margar málmjónir bindast vatnssameindum í lausn og mynda flókajónir sem geta verkað sem sýrur.

14.5 Fjölróteindasýrur

Sýra sem inniheldur fleiri en eina jónanlega róteind er fjölróteindasýra. Slíkar sýrur ganga undir þrepajónunarhvörf þar sem ein róteind flyst í hverju skrefi. Jónunarfastar fjölróteindasýra lækka með hverju næsta skrefi; lækkunin er venjulega nógu mikil til að einfaldir jafnvægisútreikningar geti meðhöndlað hvert skref sérstaklega.

14.6 Stuðpúðar

Lausnir sem innihalda umtalsvert magn af daufu samstæðu sýru-basapari kallast stuðpúðar eða stuðpúðalausnir. pH-gildi stuðpúðalausnar breytist aðeins lítillega þegar litlu magni af sýru eða basa er bætt við. Ef miklu magni af sýru eða basa er bætt við getur það farið yfir stuðpúðagetu lausnarinnar, eytt stærstum hluta annars samstæða þáttarins og komið í veg fyrir frekari stuðpúðavirkni.

14.7 Sýru-basa-títranir

Títrunarferill fyrir sýru-basa-títrun er venjulega línurit sem sýnir pH-gildi sem fall af rúmmáli viðbættrar títrunarlausnar. Slíkir ferlar nýtast við val á hentugum sýru-basa-litvísum sem gera kleift að ákvarða endapunkt títrunar nákvæmlega.