Det er flere metoder for å definere syrer og baser. Selv om disse definisjonene ikke motsier hverandre, varierer de hvor inkluderende de er. De vanligste definisjonene av syrer og baser er Arrhenius syrer og baser, Brønsted-Lowry syrer og baser, og Lewis syrer og baser. Antoine Lavoisier, Humphry Davy, og Justus Liebig gjorde også observasjoner angående syrer og baser, men formaliserte ikke definisjoner.
Svante Arrhenius Syrer og baser
De Arrhenius teori om syrer og baser stammer fra 1884, og bygger på sin observasjon av at salter, som natriumklorid, dissosierer seg til det han kalte ioner når den legges i vann.
- syrer produserer H+ ioner i vandige oppløsninger
- baser produserer OH- ioner i vandige oppløsninger
- vann kreves, så bare tillater for vandige løsninger
- bare protiske syrer er tillatt; kreves for å produsere hydrogenioner
- bare hydroksydbaser er tillatt
Johannes Nicolaus Brønsted - Thomas Martin Lowry Syrer og baser
Brønsted- eller Brønsted-Lowry-teorien beskriver syre-base-reaksjoner som en syre som frigjør et proton og en base som godtar en
proton. Mens syre-definisjonen er stort sett den samme som den som er foreslått av Arrhenius (et hydrogenion er en proton), er definisjonen av hva som utgjør en base mye bredere.- syrer er protondonorer
- baser er protonakseptorer
- vandige oppløsninger er tillatt
- baser i tillegg til hydroksider er tillatt
- bare protiske syrer er tillatt
Gilbert Newton Lewis Syrer og baser
Lewis-teorien om syrer og baser er den minst begrensende modellen. Det handler ikke om protoner i det hele tatt, men omhandler utelukkende elektronpar.
- syrer er akseptorer av elektronpar
- baser er elektronpar-donorer
- minst begrensende for syre-base-definisjonene
Egenskaper ved syrer og baser
Robert Boyle beskrevet kvalitetene til syrer og baser i 1661. Disse egenskapene kan brukes til å enkelt skille mellom de to kjemikaliene uten å utføre kompliserte tester:
syrer
- smak surt (ikke smak dem!) - ordet 'syre' kommer fra latin acere, som betyr "sur"
- syrer er etsende
- syrer endrer lakmus (et blått vegetabilsk fargestoff) fra blått til rødt
- deres vandige (vann) -løsninger leder elektrisk strøm (er elektrolytter)
- reager med baser for å danne salter og vann
- Evolve hydrogengass (H2) ved reaksjon med et aktivt metall (slik som alkalimetaller, jordalkalimetaller, sink, aluminium)
Vanlige syrer
- sitronsyre (fra visse frukter og grønnsaker, spesielt sitrusfrukter)
- askorbinsyre (vitamin C, som fra visse frukter)
- eddik (5% eddiksyre)
- kullsyre (for karbonatisering av brus)
- melkesyre (i karnemelk)
baser
- smake bittert (ikke smak dem!)
- føl deg glatt eller såpe (ikke rør dem vilkårlig!)
- baser endrer ikke farge på lakmus; de kan bli rød (forsuret) lakmus tilbake til blå
- deres vandige (vann) løsninger fører elektrisk strøm (er elektrolytter)
- reager med syrer for å danne salter og vann
Vanlige baser
- vaskemidler
- såpe
- lut (NaOH)
- husholdnings-ammoniakk (vandig)
Sterke og svake syrer og baser
De styrken til syrer og baser avhenger av deres evne til å dissosiere eller bryte inn ionene sine i vann. En sterk syre eller sterk base dissosierer fullstendig (f.eks. HCl eller NaOH), mens en svak syre eller svak base bare delvis dissosierer (f.eks. Eddiksyre).
Syredissosiasjonskonstanten og basedissosiasjonskonstanten indikerer den relative styrken til en syre eller base. Syredissosiasjonskonstanten Ken er den likevektskonstant av en syre-basedissosiasjon:
HA + H2O ⇆ A- + H3O+
hvor HA er syren og A- er den konjugerte basen.
Ken = [A-] [H3O+] / [HA] [H2O]
Dette brukes til å beregne pKen, den logaritmiske konstanten:
pken = - logg10 Ken
Jo større pKen verdi, jo mindre dissosiasjon av syren og desto svakere syre. Sterke syrer har en pKen på mindre enn -2.