Syre-base-reaksjoner er blant de mest sentrale reaksjonstypene i Kjemi 1. Temaet forklarer hvorfor sitronsaft smaker surt, hvorfor natron kan nøytralisere syre, hvorfor blod må holde en stabil pH, og hvordan kjemikere kan finne ukjent konsentrasjon ved titrering. For elever på VG2 er målet ikke bare å pugge at syrer har lav pH og baser har høy pH. Du skal kunne bruke modeller til å forklare hva som faktisk skjer mellom partikler. I LK20 er dette viktig fordi kjemi handler om å se sammenhenger mellom observasjoner, modeller, beregninger og praktisk arbeid.
En syre-base-reaksjon kan beskrives som en protonoverføring. Et proton er i denne sammenhengen et hydrogenion, H+. Stoffet som gir fra seg proton, kalles syre. Stoffet som tar opp proton, kalles base. Denne definisjonen kalles ofte Brønsted-Lowry-definisjonen. Den er svært nyttig i Kjemi 1 fordi den lar deg forklare reaksjoner i vann uten å være avhengig av enkle huskeregler. Når hydrogenklorid, HCl, løses i vann, avgir HCl et proton til vannmolekylet. Da dannes oksoniumion, H3O+, og kloridion, Cl-. Vann oppfører seg som base fordi det tar imot protonet.
Syre
En syre er et stoff som kan avgi proton. Vanlige syrer i Kjemi 1 er saltsyre, HCl, svovelsyre, H2SO4, salpetersyre, HNO3, eddiksyre, CH3COOH, og karbonsyre, H2CO3. Når en syre reagerer med vann, vil vann ofte ta imot protonet. Da får vi oksoniumioner. Det er konsentrasjonen av H3O+ som avgjør hvor sur en løsning er. Mange elever skriver bare H+ i reaksjonslikninger, men i vann finnes ikke frie protoner i stor grad alene. De bindes til vann og skrives mer presist som H3O+.
Sterk syre
En sterk syre protolyserer tilnærmet fullstendig i vann. Det betyr at nesten alle syremolekylene gir fra seg proton. Saltsyre er et standardeksempel: HCl + H2O -> H3O+ + Cl-. Når du bruker pil mot høyre, viser du at reaksjonen i praksis går langt mot produktsiden. Sterk betyr altså ikke nødvendigvis konsentrert. En fortynnet løsning av HCl er fortsatt en sterk syre, men den kan ha lavere konsentrasjon og dermed høyere pH enn en mer konsentrert løsning.
Svak syre
En svak syre protolyserer bare delvis i vann. Eddiksyre er et typisk eksempel: CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+. Dobbeltpilen viser at reaksjonen er reversibel og at det dannes en likevekt. Mange molekyler forblir som CH3COOH, samtidig som noe blir til acetation og oksoniumion. Svake syrer kan likevel være viktige i biologiske systemer og i buffere, fordi likevekten gjør at de kan motvirke pH-endringer.