SJG-2083CS Online zuur-base concentratiemeter

In zuiver water verliest een klein deel van de moleculen één waterstofatoom uit de H₂O-structuur, een proces dat dissociatie wordt genoemd. Het water bevat dus een klein aantal waterstofionen, H+, en resterende hydroxylionen, OH₂.

Er bestaat een evenwicht tussen de constante vorming en dissociatie van een klein percentage watermoleculen.

Waterstofionen (OH-) in water binden zich met andere watermoleculen om hydroniumionen te vormen, H3O+-ionen, die vaker en eenvoudiger waterstofionen worden genoemd. Omdat deze hydroxyl- en hydroniumionen in evenwicht zijn, is de oplossing noch zuur noch basisch.

Een zuur is een stof die waterstofionen afgeeft aan een oplossing, terwijl een base of alkali een stof is die waterstofionen opneemt.

Niet alle stoffen die waterstof bevatten, zijn zuur, omdat de waterstof aanwezig moet zijn in een toestand die gemakkelijk vrijkomt, in tegenstelling tot de meeste organische verbindingen die waterstof zeer sterk aan koolstofatomen binden. De pH helpt dus om de sterkte van een zuur te kwantificeren door aan te geven hoeveel waterstofionen het in oplossing afgeeft.

Zoutzuur is een sterk zuur omdat de ionische binding tussen de waterstof en de chloride-ionen polair is en gemakkelijk oplost in water, waardoor veel waterstofionen ontstaan ​​en de oplossing sterk zuur wordt. Daarom heeft het een zeer lage pH. Dit soort dissociatie in water is ook zeer gunstig voor de energiewinst, en daarom gebeurt het zo gemakkelijk.

Zwakke zuren zijn verbindingen die wel waterstof afgeven, maar niet erg gemakkelijk, zoals sommige organische zuren. Azijnzuur, bijvoorbeeld in azijn, bevat veel waterstof, maar dan in een carbonzuurgroep, waardoor het covalente of apolaire bindingen heeft.

Het gevolg is dat slechts één van de waterstofatomen het molecuul kan verlaten en dat het doneren ervan niet veel stabiliteit oplevert.

Een base of alkali accepteert waterstofionen. Wanneer deze aan water wordt toegevoegd, neemt het de waterstofionen op die bij de dissociatie van water zijn gevormd. Hierdoor verschuift het evenwicht ten gunste van de concentratie hydroxyl-ionen, waardoor de oplossing alkalisch of basisch wordt.

Een voorbeeld van een gemeenschappelijke base is natriumhydroxide, of loog, dat gebruikt wordt bij het maken van zeep. Wanneer een zuur en een base in exact gelijke molaire concentraties aanwezig zijn, reageren de waterstof- en hydroxyl-ionen gemakkelijk met elkaar, waardoor een zout en water ontstaan, een reactie die neutralisatie wordt genoemd.