Substancje chemiczne mogą być zbudowane z atomów, cząsteczek lub jonów.
Jony to atomy lub grupy atomów, które mają ładunek elektryczny. Jony mogą być dodatnie lub ujemne.
Kationy to jony o ładunku dodatnim. Powstają, gdy atom traci jeden lub więcej elektronów. Przykładem kationu jest jon wodoru (H+), który powstaje, gdy atom wodoru traci jeden elektron.
Aniony to jony o ładunku ujemnym. Powstają, gdy atom zyskuje jeden lub więcej elektronów. Przykładem anionu jest jon chlorkowy (Cl–), który powstaje, gdy atom chloru zyskuje jeden elektron.
Dysocjacja jonowa kwasów to proces, w którym kwas oddaje jony wodoru po rozpuszczeniu w wodzie. Na przykład, kwas siarkowy (H2SO4) dysocjuje na dwa jony wodoru (2H+) i jeden jon siarczanowy (SO42–).
Kwasy dysocjują, ponieważ wiązania między atomami wodoru a resztą cząsteczki kwasu są spolaryzowane. Atom wodoru ma mniejszą elektroujemność niż atom, z którym jest związany, co prowadzi do przesunięcia elektronów wiązania i powstania ładunku dodatniego na atomie wodoru.
W roztworze wodnym te jony wodoru są przyciągane do cząsteczek wody, co prowadzi do ich oddzielenia od reszty cząsteczki kwasu.
Kwasy to substancje, które w roztworze wodnym mogą oddać jon wodoru (H+).
Kwasy ulegają dysocjacji na kationy wodoru i aniony reszty kwasowej
HnR → nH+ + Rn–
Przykładowe równania reakcji dysocjacji kwasów
W wyniku dysocjacji jonowej kwasu chlorowodorowego powstają kationy wodoru i aniony chlorkowe
HCl → H+ + Cl–
W wyniku dysocjacji jonowej kwasu siarkowego(VI) powstają kationy wodoru i aniony siarczanowe(VI)
H2SO4 → 2H+ + SO42–
Reakcja dysocjacji jonowej kwasu siarkowego(VI) przebiega dwustopniowo - najpierw odłącza się jeden kation wodoru a następnie drugi
I. H2SO4 → H+ + HSO4– anion wodorosiarczanowy(VI)
II. HSO4– ⇄ H+ + SO42– anion siarczanowy(VI)
W wyniku dysocjacji jonowej kwasu siarkowego(IV) powstają kationy wodoru i aniony siarczanowe(IV)
H2SO3 ⇄ 2H+ + SO32–
Reakcja dysocjacji jonowej kwasu siarkowego(IV) przebiega dwustopniowo - najpierw odłącza się jeden kation wodoru a następnie drugi
I. H2SO3 ⇄ H+ + HSO3– anion wodorosiarczanowy(IV)
II. HSO3– ⇄ H+ + SO32– anion siarczanowy(IV)
W wyniku dysocjacji jonowej kwasu azotowego(V) powstają kationy wodoru i aniony azotanowe(V)
HNO3 → H+ + NO3–
W wyniku dysocjacji jonowej kwasu węglowego powstają kationy wodoru i aniony węglanowe
H2CO3 ⇄ 2H+ + CO32–
Reakcja dysocjacji jonowej kwasu węglowego przebiega dwustopniowo - najpierw odłącza się jeden kation wodoru a następnie drugi
I. H2CO3 ⇄ H+ + HCO3– anion wodorowęglanowy
II. HCO3– ⇄ H+ + CO32– anion węglanowy
W wyniku dysocjacji jonowej kwasu fosforowego(V) powstają kationy wodoru i aniony fosforanowe(V)
H3PO4 ⇄ 3H+ + PO43–
Reakcja dysocjacji jonowej kwasu siarkowego(VI) przebiega trzystopniowo - najpierw odłącza się jeden kation wodoru a następnie drugi i trzeci.
I. H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4– anion diwodorofosforanowy(V)
II. H2PO4– ⇄ H+ + HPO42– anion wodorofosforanowy(V)
III. HPO42– ⇄ H+ + PO43– anion fosforanowy(V)
Kwasy mają odczyn kwaśny i barwią uniwersalny papierek wskaźnikowy na czerwono.