Het artikel over bepaalde eigenschappen van databases staat op ACID

Soms is zuur een andere naam voor de drug LSD (Lysergic acid diethylamide).

Een zuur is een stof die een waterstofion (H+) kan afstaan (over het algemeen zal dit een proton zijn) aan een andere stof. Zuren hebben een pH-waarde van minder dan 7,0. Een chemische stof kan een proton afgeven als het waterstofatoom aan een elektronegatief atoom vastzit, zoals zuurstof, stikstof of chloor. Sommige zuren zijn sterk en andere zijn zwak. De zwakke zuren houden enkele van hun protonen vast, terwijl de sterke zuren ze allemaal loslaten. Alle zuren zullen waterstofionen in oplossingen loslaten. De hoeveelheid ionen die vrijkomen per molecuul zal bepalen of het zuur zwak of sterk is. De zwakke zuren zijn zuren die de waterstofatomen gedeeltelijk vrijgeven die in bijlage zijn. Deze zuren, dan, kunnen pH door dissociatie van waterstofionen verminderen, maar niet volledig. Zwakke zuren hebben over het algemeen een pH-waarde van 4-6, terwijl sterke zuren een pH-waarde van 1 tot 3 hebben.

Definitie en modellen van zuren

In de chemie bestaan er meerdere, elkaar aanvullende definities van wat een zuur is:

  • Bronsted–Lowry-definitie: een zuur is een stof die een proton (H+) kan afstaan; een base is een protonacceptor. Dit is de meest gebruikte definitie in oplossingen.
  • Lewis-definitie: een zuur is een elektronpaaracceptor; een base is een elektrondonor. Deze definitie is algemener en omvat reacties zonder protonoverdracht.
  • Arrhenius-definitie: een zuur verhoogt de concentratie H+ in water; een base verhoogt de concentratie OH−. Deze definitie is beperkt tot waterige oplossingen.

pH en zure sterkte

De pH is een maat voor de zuurgraad van een oplossing en wordt gedefinieerd als pH = −log10[H+], waarbij [H+] de molaire concentratie van waterstofionen is. Lagere pH‑waarden betekenen meer H+ en dus hogere zuurgraad.

Sterkte van een zuur wordt niet primair door de pH bepaald maar door de mate van ionisatie in water. Dit wordt kwantitatief uitgedrukt met de zuurconstante Ka of de logaritmische vorm pKa = −log10 Ka. Kleine pKa‑waarden wijzen op sterke zuren (grotere neiging om H+ af te staan); grote pKa‑waarden op zwakke zuren.

Een veelvoorkomende vereenvoudiging is dat sterke zuren in verdunde waterige oplossingen vrijwel volledig gedissocieerd zijn, terwijl zwakke zuren slechts gedeeltelijk dissociëren. Let wel: de gemeten pH hangt ook sterk af van de concentratie van het zuur en van temperatuur.

Sterke en zwakke zuren — voorbeelden

  • Sterke zuren (typisch volledig gedissocieerd in waterige oplossing): zoutzuur (HCl), salpeterzuur (HNO3), zwavelzuur (H2SO4, eerste dissociatiestap sterk), perchloorzuur (HClO4).
  • Zwakke zuren (gedeeltelijke dissociatie): azijnzuur (CH3COOH), koolzuur (H2CO3), fluorwaterstofzuur (HF; chemisch sterk in corrosiviteit maar bij lage concentratie slechts gedeeltelijk gedissocieerd), fosforzuur (H3PO4).

Conjugaatparen en amphiprotische stoffen

Volgens Bronsted–Lowry komt elk zuur samen met een conjugaatbase. Wanneer een zuur H+ verliest ontstaat zijn conjugaatbase; wanneer een base H+ opneemt ontstaat zijn conjugaatzuur. Sommige stoffen zijn amphiprotisch (amfotair), wat betekent dat ze zowel als zuur als base kunnen optreden — bijvoorbeeld water (H2O) en bepaalde aminozuren.

Berekeningen: pH van zuren

  • Sterk monoprotisch zuur: als het in oplossing volledig dissocieert, dan geldt ongeveer pH = −log10(c) voor een oplossing met molaire concentratie c (mol·L−1).
  • Zwak zuur (HA): de dissociatie HA ⇌ H+ + A− wordt beschreven door Ka = [H+][A−]/[HA]. Voor zwakke zuren kan men met de ICE-methode en de vergissing x ≪ c benadering een eenvoudige berekening uitvoeren: x^2/(c−x) ≈ Ka, waarbij x ≈ [H+].
  • Voor nauwkeurige resultaten — of bij geconcentreerde oplossingen — moet men vaak de exacte kwadratische vergelijking oplossen of numerieke methoden gebruiken.

Titratie, indicatoren en neutralisatie

Bij een titratie van een zuur met een base (of omgekeerd) wordt het equivalentiepunt bereikt als de toegevoegde hoeveelheid tegenreagens exact de stoichiometrische hoeveelheid neutraliseert. Zuur‑base indicatoren veranderen kleur rond een bepaald pH‑gebied en worden gekozen afhankelijk van het verwachte equivalence‑pH. De algemene neutralisatiereactie tussen een zuur HA en een hydroxide OH− is:

HA + OH− → A− + H2O

Veiligheid en toepassingen

  • Zuren kunnen corrosief zijn (bijvoorbeeld geconcentreerd zwavelzuur of zoutzuur) en vereisen geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen: handschoenen, bril en geschikte ventilatie.
  • Toepassingen: productie van meststoffen (salpeterzuur), industriële reiniging en elektrolytische processen (zwavelzuur), conserveermiddelen en chemicaliën (azijnzuur), biologische processen (maagzuur = HCl) en batterijzuur (H2SO4 in loodaccu’s).

Samenvatting

Een zuur is een stof die protonen kan afstaan; de mate waarin dat gebeurt bepaalt of het als sterk of zwak wordt aangeduid. De pH meet de concentratie H+ in een oplossing en hangt af van zowel de zure sterkte (Ka/pKa) als van de concentratie. Begrippen als conjugaatparen, amphiprotische stoffen, titratie en neutralisatie zijn belangrijk voor het praktisch hanteren van zuren in laboratorium en industrie. Let altijd op veiligheid bij het werken met geconcentreerde zuren.

Een base is de "chemische tegenhanger" van een zuur. Een base is een stof die het waterstofatoom van het zuur accepteert. Bases zijn moleculen die zich in water kunnen splitsen en hydroxide-ionen kunnen afgeven.