acidbasereaktioissa

Acid-basereaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa protonin siirtyminen muuttaa aineiden hapanta tai emäksellistä luonnetta. Määritelmiä on useita: Arrheniusin mukaan happo tuottaa vesiliuoksessa H3O+-ioneja ja emä OH−-ioneja; Bronsted-Lowryn mukaan happo luovuttaa protonin (H+), emä vastaanottaa sen; Lewisin määritelmä painottaa elektroniparin siirtoa, where Lewis-happo on elektroniparin hyväksyjä ja Lewis-emä elektroni-parin luovuttaja. Näitä määritelmiä käytetään erityisesti vesiliuoksissa.

Tyypillinen reaktio on neutralisaatio: vahva tai heikko happo reagoi emäksen kanssa muodostaen suolaa ja vettä. Esimerkki: HCl + NaOH → NaCl + H2O. Reaktiot voivat tapahtua myös ei-vesiliuoksissa, ja voimakkuus vaihtelee: vahvat hapot ja vahvat emäkset dissosioituvat täydellisesti, kun taas heikot hapot tai emäkset vastaavasti vain osittain.

pH ja pKa kuvaavat liuosten happamuutta ja emäksisyyttä. pH mittaa H3O+-ionien konsentraatiota; pKa määrittelee hapokkuuden voimakkuuden. Bufferit ovat järjestelmiä, joissa heikko happo ja sen suojattu emä ovat vuorovaikutuksessa estäen suuria pH-muutoksia; tyypillisiä esimerkkejä ovat hiilihappo/bikarbonaatti ja fosfaattipuskurit. Henderson-Hasselbalch -yhtälö tarjoaa likimääräisen tavan arvioida pH:n bufferin lähellä olevan hapon konsentraation ja emäksen suhteella.

Titratiossa määritetään liuoksen konsentraatioja reaktiivien avulla. Ekvivalenssipisteessä määräreaktiot ovat stoikiometrisesti tasapainossa; vahvan hapon ja vahvan emäksen tapauksessa ekvivalenssipiste on noin pH 7:ssä. Heikko happo tai heikko emä on nostanut tai laskenut ekvivalenssipisteen arvoa.

Sovelluksia löytyy kemian laboratorioista sekä biologiasta ja ympäristötieteistä, joissa acid-base -reaktiot vaikuttavat esimerkiksi pH-tasapainoon, kudosten toimintaan ja vesiliuosten kemialliseen luonteeseen.