Existuje niekoľko metód na definovanie kyselín a báza. Aj keď tieto definície si navzájom protirečia, líšia sa v tom, do akej miery sú inkluzívne. Najbežnejšou definíciou kyselín a zásad sú arrhéniové kyseliny a zásady, Brønsted-Lowryove kyseliny a zásady a Lewisove kyseliny a zásady. Antoine Lavoisier, Humphry Davy a Justus Liebig tiež urobili pozorovania týkajúce sa kyselín a zásad, ale formalizovali definície.
Kyseliny a bázy Svante Arrhenius
Arrhéniová teória kyselín a zásady pochádzajú z roku 1884, pričom vychádzali z jeho pozorovania, že soli, ako je chlorid sodný, sa disociujú na to, čo nazval ióny keď sa umiestni do vody.
- kyseliny produkujú H+ ióny vo vodných roztokoch
- zásady produkujú OH- ióny vo vodných roztokoch
- voda potrebná, tak to len umožňuje pre vodné roztoky
- povolené sú iba protické kyseliny; potrebné na výrobu iónov vodíka
- povolené sú iba hydroxidové zásady
Johannes Nicolaus Brønsted - kyseliny a bázy Thomasa Martina Lowryho
Brønstedova alebo Brønsted-Lowryova teória opisuje reakcie acidobázickej reakcie ako kyseliny uvoľňujúcej protón a bázy akceptujúcej
protón. Zatiaľ čo kyslá definícia je skoro rovnaká ako definícia navrhovaná Arrheniom (vodíkový ión je protón), definícia bázy je oveľa širšia.- kyseliny sú donory protónov
- zásady sú akceptory protónov
- vodné roztoky sú prípustné
- okrem hydroxidov sú prípustné bázy
- povolené sú iba protické kyseliny
Gilbert Newton Lewis Acids and Bases
Lewisova teória kyselín a zásad je najmenej reštriktívnym modelom. Nezaoberá sa protónmi vôbec, ale zaoberá sa výlučne pármi elektrónov.
- Kyseliny sú akceptory elektrónových párov
- bázy sú donory elektrónových párov
- najmenej obmedzujúce definície kyslej bázy
Vlastnosti kyselín a zásad
Robert Boyle opísal vlastnosti kyseliny a zásady v roku 1661. Tieto charakteristiky sa môžu použiť na ľahké rozlíšenie medzi týmito dvoma chemickými zložkami bez zložitých testov:
kyseliny
- chuť kyslá (nechutnajte!) - slovo „kyselina“ pochádza z latinčiny acer, čo znamená „kyslá“
- kyseliny sú žieravé
- kyseliny menia lakmus (modré rastlinné farbivo) z modrej na červenú
- ich vodné (vodné) roztoky vedú elektrický prúd (sú to elektrolyty)
- reagujú s bázami za vzniku solí a vody
- EVOLVE vodíkový plyn (H2) pri reakcii s aktívnym kovom (ako sú alkalické kovy, kovy alkalických zemín, zinok, hliník)
Bežné kyseliny
- kyselina citrónová (z určitých druhov ovocia a zeleniny, najmä citrusových plodov)
- kyselina askorbová (vitamín C, z niektorých druhov ovocia)
- ocot (5% kyselina octová)
- kyselina uhličitá (na sýtenie nealkoholických nápojov)
- kyselina mliečna (v cmare)
základne
- ochutnajte horkú chuť (neochutnajte ich!)
- cítiť sa klzko alebo mydlo (nedotýkajte sa ich svojvoľného!)
- základne nemenia farbu lakmusu; môžu zafarbiť červené (okyslené) lakmusovky späť na modré
- ich vodné (vodné) roztoky vedú elektrický prúd (sú to elektrolyty)
- reagujú s kyselinami za vzniku solí a vody
Bežné základy
- detergenty
- mydlo
- lúh (NaOH)
- amoniak pre domácnosť (vodný)
Silné a slabé kyseliny a zásady
sila kyselín a zásad závisí od ich schopnosti disociovať sa alebo preniknúť na ich ióny vo vode. Silná kyselina alebo silná báza sa úplne disociuje (napr. HCl alebo NaOH), zatiaľ čo slabá kyselina alebo slabá zásada sa disociuje iba čiastočne (napríklad kyselina octová).
Kyslá disociačná konštanta a disociačná konštanta bázy udávajú relatívnu silu kyseliny alebo bázy. Kyslá disociačná konštanta K je rovnovážna konštanta disociácie acidobázickej bázy:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
kde HA je kyselina a A- je konjugovaná báza.
K = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
Používa sa na výpočet pK, logaritmická konštanta:
pk = - log10 K
Čím väčšia je pK čím menšia je disociácia kyseliny a tým slabšia je kyselina. Silné kyseliny majú pK menej ako -2.