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 daardoor een klein aantal waterstofionen (H⁺) en resterende hydroxylionen (OH⁻).

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

Waterstofionen (OH-) in water binden zich aan andere watermoleculen en vormen hydroniumionen, H3O+ ionen, die meestal en eenvoudigweg 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-waarde helpt dus om de sterkte van een zuur te kwantificeren door aan te geven hoeveel waterstofionen er in oplossing vrijkomen.

Zoutzuur is een sterk zuur omdat de ionische binding tussen de waterstof- en chloride-ionen polair is en gemakkelijk in water oplost. Hierdoor ontstaan ​​veel waterstofionen, wat de oplossing sterk zuur maakt. Dit is de reden waarom het een zeer lage pH-waarde heeft. Deze vorm van dissociatie in water is bovendien zeer gunstig vanuit energetisch oogpunt, waardoor het zo gemakkelijk plaatsvindt.

Zwakke zuren zijn verbindingen die wel waterstof afstaan, maar niet erg gemakkelijk, zoals sommige organische zuren. Azijnzuur, dat in azijn voorkomt, bevat bijvoorbeeld veel waterstof, maar in een carbonzuurgroep, waardoor het in covalente of niet-polaire bindingen vastzit.

Daardoor kan slechts één van de waterstofatomen het molecuul verlaten, en zelfs dan levert het afstaan ​​ervan niet veel stabiliteit op.

Een base of alkali neemt waterstofionen op en absorbeert, wanneer deze aan water wordt toegevoegd, de waterstofionen die ontstaan ​​door de dissociatie van water, waardoor het evenwicht verschuift in het voordeel van de hydroxylionenconcentratie en de oplossing alkalisch of basisch wordt.

Een voorbeeld van een veelgebruikte base is natriumhydroxide, oftewel loog, dat gebruikt wordt bij de zeepfabricage. Wanneer een zuur en een base in exact gelijke molaire concentraties aanwezig zijn, reageren de waterstof- en hydroxylionen gemakkelijk met elkaar, waarbij een zout en water ontstaan ​​in een reactie die neutralisatie wordt genoemd.