Vad det är
Enligt Brønsteds och Lowrys definition, som kemikurserna bygger på, är en syra ett ämne som kan avge en vätejon (H⁺, en proton) och en bas ett ämne som kan ta upp en. En syrabasreaktion är att en vätejon byter plats.
- Saltsyra, HCl. HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl⁻. Syran lämnar vätejonen till vattnet.
- Ammoniak, NH₃. NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Basen tar upp en vätejon från vattnet. Ammoniak innehåller ingen hydroxid, men lösningen får hydroxidjoner ändå.
- Ättiksyra, CH₃COOH. Lämnar ifrån sig en vätejon, men bara till en liten del (se nedan).
- Vatten. H₂O + H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻. Vatten kan både avge och ta upp en vätejon och är därför både en syra och en bas, beroende på partnern.
Syra och bas kommer i par. När HA avger en vätejon blir det kvar A⁻, som kan ta upp den igen: A⁻ är HA:s korresponderande bas. Ättiksyra och acetat, CH₃COO⁻, är ett sådant par.
Stark eller svag handlar om hur mycket av syran som lämnar ifrån sig sin vätejon, inte om hur mycket syra som finns. HCl avger i praktiken alla sina vätejoner i vatten. Ättiksyra har pKa 4,756 (se tabellen över syrakonstanter), och i en lösning med koncentrationen 0,10 mol/dm³ har bara ungefär 1,3 % av molekylerna avgett sin vätejon.
Måttet på hur sur en lösning är heter pH. För 0,010 mol/dm³ HCl är vätejonkoncentrationen 0,010 mol/dm³ och pH = 2; för 0,0010 mol/dm³ är pH = 3. Tio gånger färre joner ger ett pH-steg högre. För 0,10 mol/dm³ ättiksyra ger formeln för en svag syra pH = ½ · (4,756 + 1) ≈ 2,88, trots att koncentrationen är samma som för en 0,10 mol/dm³ HCl-lösning med pH 1.
Inte syror eller baser: koksalt, NaCl. Na⁺ avger ingen vätejon och Cl⁻ tar i praktiken inte upp någon, så en NaCl-lösning är neutral, med pH ungefär 7 vid 25 °C. Socker (sackaros) löser sig utan att bilda joner och är heller varken syra eller bas.
Varför det spelar roll
- Neutralisation. HCl + NaOH → NaCl + H₂O. En vätejon från syran möter en hydroxidjon från basen och det blir vatten. Saltsyra och natriumhydroxid med samma koncentration, 0,10 mol/dm³, neutraliserar varandra volym mot volym: 25 mL av vardera, 0,0025 mol vardera. Titreringen bygger på det.
- pH-skalan och vattnets jonprodukt säger hur vätejoner och hydroxidjoner förhåller sig till varandra i vatten.
- Styrka. Syrakonstanten Ka och baskonstanten Kb mäter hur lätt en syra avger och en bas tar upp en vätejon. Indikatorer byter färg vid olika pH.
- Buffertar är en syra och dess korresponderande bas tillsammans, se buffert.
Vanliga missuppfattningar
- “En stark syra är en koncentrerad syra.” Starkt handlar om hur stor andel som avger en vätejon; koncentrerad om hur mycket som finns. 0,0010 mol/dm³ HCl är stark men utspädd (pH 3).
- “Baser innehåller hydroxid.” Natriumhydroxid gör det, men ammoniak (NH₃) och acetat gör inte det. Det de har gemensamt är att de kan ta upp en vätejon.
- “Neutralt betyder pH 7.” Det stämmer för rent vatten vid 25 °C. Vid andra temperaturer ändras vattnets jonprodukt, se tabellen.
- “Allt som är syra är farligt.” Ättika, citronsyra och kolsyra är syror. Faran beror på styrka och koncentration.
Vanliga frågor
Vad är skillnaden mellan en syra och en bas?
En syra kan avge en vätejon, en bas kan ta upp en. I vattenlösning ger syran ett lägre pH än 7 och basen
ett högre, vid 25 °C.
Är vatten en syra eller en bas?
Båda, beroende på vad det möter. Mot en stark syra som HCl tar vatten upp en vätejon och är bas; mot
ammoniak avger det en och är syra.
Vad är en korresponderande bas?
Det som blir kvar när en syra har avgett sin vätejon. Korresponderande bas till HCl är Cl⁻, till
CH₃COOH är det CH₃COO⁻. Ju svagare syran är, desto starkare är den korresponderande basen.