Kan je aan de molecuulformule zien of een stof basisch of zuur is?

Een zuur is een stof die een H+ ion kan afstaan. Die H zie je dan ook terug in de molecuulformules zoals bij HCl (zoutzuur), H2SO4 (zwavelzuur) en H2S (waterstofsulfide) .
Een base kan een OH- ion afstaan, of hij kan zorgen dat er eentje gevormd wordt (in water). Basen waarbij je die OH duidelijk ziet zitten zijn bijvoorbeeld NaOH (natriumhydroxide) en Ca(OH)2 (calciumhydroxide).
Een base die zelf geen OH bij zich heeft, maar er wel eentje kan vormen, is bijvoorbeeld ammoniak: NH3 + H2O → NH4+ + OH-

Dus je kunt het voor een deel zien, maar bij scheikunde geldt ook dat je behoorlijk wat uit je hoofd moet leren (helaas).

Een zuur is een protonendonor en een base een protonenacceptor.

Met voldoende scheikundig inzicht kan je a.d.h.v. de molecuulformule dus wel zien of een stof basisch of zuur is (of amfolyt of neutraal). Dat hoef je dus niet per se uit het hoofd te leren.

Dus HCl is een zuur omdat het met water volgende reactie aangaat:

HCl + H2O --> H3O+ + Cl-

En dat ammoniak een base is kan je zo ook zien:

NH3 + H2O <--> NH4+ + OH-

Zoals je ziet heeft die laatste een dubbele peil (niet correct voorgesteld hier), omdat dit een evenwichtsreactie is met een zwakke base. Vergelijk het met de reactie met HCl een sterk zuur: dat is geen evenwichtsreactie en alle HCl dissocieert.

Een voorbeeld van een zwak zuur is daarom bijvoorbeeld azijnzuur:

CH3COOH + H2O --> H3O+ + CH3COO-

Een opmerkelijk verschil is het volgende:

Als een sterk zuur of sterke base reageert wordt een neutraal deeltje bekomen. De zuurrest van zoutzuur bijvoorbeeld, chloride, is neutraal.

Bij een zwak zuur of zwakke base is dat niet het geval. Daarbij wordt de geconjugeerde base resp. het geconjugeerde zuur gevormd.

Zo is ammonium het geconjugeerde zuur van ammoniak (net zoals ammoniak de geconjugeerde base is van ammonium).

Ethanoaat (beter bekend als acetaat) is de geconjugeerde base van azijnzuur en azijnzuur is het geconjugeerde zuur van acetaat.

Deze puzzel valt altijd logisch in elkaar. Stel bijvoorbeeld dat je een sterk zuur mengt met een zwakke base lijkt het niet meer dan logisch dat je een zuur mengsel overhoudt, dit klopt ook, want het resterende mengsel zal bestaan uit een zwak zuur en een neutrale zuurrest.

Je kunt aan de molecuulformule niet altijd zien hoe een stof eruit ziet omdat het slechts een opsomming is van de atomen in een molecuul, maar niets zegt over hun onderlinge posities en verbanden. Om een zuur te zijn moet de rest van het molecuul redelijk stabiel zijn (een lage energie hebben in water) als er een proton af wordt gehaald. Chlorideionen zijn erg stabiel, dus HCl in water is een sterk zuur. Bij organische moleculen is het vrijwel altijd de carbonzuur-restgroep die overblijft. Die groep is stabiel door resonantie. Het extra elektron kan de ruimte over twee identieke zuurstofbindingen bezetten en is dus gedelokaliseerd, wat een lagere energie geeft aan het geheel.