4.1 Azijn versus zoutzuur

Waarom is azijn minder zuur dan zoutzuur ook al is in beide oplossingen per liter evenveel mol zuur opgelost?

De pH van azijnzuur is wel 2 eenheden hoger dan van zoutzuur. Nog een aanwijzing levert weer de stroomgeleiding. Die azijn geleidt wel 100 keer minder goed dan zoutzuur. We gebruiken voor azijnzuur de korte aanduiding HAc (waterstofacetaat). Ac^- staat voor het acetaat-ion CH₃COO^- . De officiële naam is overigens ethanoaat–ion . Maar acetaation is de gebruikelijke aanduiding.

Micro
We gaan ervan uit dat stroomgeleiding wordt veroorzaakt door ionen in de oplossing. Waarom geleidt azijn dan honderd keer slechter? Ligt het aan de soort ionen? Beide oplossingen bevatten voor de helft dezelfde soort ionen namelijk H⁺. Dan is het niet uit te leggen dat de ene oplossing 100 keer slechter geleidt.
Als het niet aan de soort ionen ligt kan het alleen liggen aan de aantallen ionen. Azijn zou dan dus veel minder ionen bevatten dan zoutzuur. Hoe kunnen we ons dat voorstellen?
Waterdipolen trekken de HCl moleculen uit elkaar in H⁺(aq) en Cl^-(aq). Blijkbaar gaat dat heel goed. Als 1 mol waterstofchloride wordt opgelost in 1 liter water is de pH=0 dus [H⁺ ]= 1 M.
Het lijkt erop dat H⁺(aq) en Cl^-(aq) niet of nauwelijks kunnen koppelen: de reactie HCl (aq) → H⁺(aq) + Cl^-(aq) gaat maar één kant op. HCl wordt niet (of nauwelijks) teruggevormd.
Het uit elkaar halen – en uit elkaar houden - van H⁺ en Ac^- gaat blijkbaar minder goed. Het grootste deel van de azijnzuurmoleculen lijkt ongesplitst.

Ook hier helpt het uitgaan van een evenwicht ons aan een verklaring:
Er worden door de waterdipolen wel azijnzuurmoleculen uit elkaar getrokken in H⁺(aq) en Ac^- (aq) maar die H⁺(aq) en de Ac^-(aq) vormen ook weer azijnzuurmoleculen. De watermoleculen kunnen deze twee ionen niet gescheiden houden. Het gevolg is dat er in azijn maar weinig vrije ionen en veel ongesplitste moleculen voorkomen. ( circa 1 op de 100 moleculen is gesplitst in huishoudazijn).

De twee reacties, splitsen en samengaan worden weergegeven als

HAc (aq) H⁺(aq) + Ac^-(aq)

Er zijn maar een paar zure stoffen die vergelijkbaar met waterstofchloride in water (bijna) volledig splitsen. Omdat die stoffen water heel zuur maken noemt men deze zuren sterk.
Onthoud: de volgende stoffen zijn sterke zuren die in water volledig splitsen:
HCl, waterstofchloride HCl (aq) → H⁺(aq) + Cl^-(aq)
HNO₃ salpeterzuur HNO₃ (aq) → H⁺(aq) + NO₃^-(aq)
H₂SO₄ zwavelzuur H₂SO₄(aq) → 2 H⁺(aq) + SO₄^2-(aq)
We gaan er dus van uit dat in een oplossing van een sterk zuur geen moleculen van het zuur aanwezig zijn. Alle moleculen zijn gesplitst in H+ ionen en negatieve ionen.

De overige zuren splitsen als ze oplossen maar voor een klein deel. Deze zuren heten zwak.
In oplossingen van zwakke zuren komen maar weinig H⁺ en bijbehorende negatieve ionen voor. De meeste moleculen van het zwakke zuur blijven ongesplitst.

Voorbeeld: H₃PO₄ (aq) H⁺(aq) + H₂PO₄^-(aq)  (Let op het evenwichtsteken!!!)