Za kyselinu (často označovanú všeobecným vzorcom HA) sa tradične považuje každá chemická zlúčenina, ktorá po rozpustení vo vode vytvára roztok s pH nižším ako 7,0. To sa približuje modernej definícii Brønsteda a Lowryho, ktorí definovali kyselinu ako zlúčeninu, ktorá odovzdáva vodíkový ión (H+) inej zlúčenine (nazývanej zásada). Bežným príkladom je kyselina octová (v octe)
Systémy kyseliny a zásady sa od redoxných reakcií líšia tým, že nedochádza k zmene oxidačného stavu.
Slovo „kyselina“ pochádza z latinského acidus, čo znamená „kyslý“, ale v chémii má pojem kyselina špecifickejší význam. Existujú tri bežné spôsoby definovania kyseliny:
Hoci Brønstedova-Lowryho definícia nie je najvšeobecnejšou teóriou, je najpoužívanejšou definíciou. Silu kyseliny možno podľa tejto definície chápať podľa stability hydrónia a solvatovanej konjugovanej zásady pri disociácii. Zvýšenie stability konjugovanej zásady zvýši kyslosť zlúčeniny. Tento pojem kyslosti sa často používa pri organických kyselinách, ako je kyselina karboxylová. Opis molekulového orbitálu, kde sa nezaplnený protónový orbitál prekrýva s osamelým párom, je spojený s Lewisovou definíciou.
Silné kyseliny a väčšina koncentrovaných kyselín sú nebezpečné a spôsobujú vážne popáleniny aj pri malom kontakte. Popáleniny spôsobené kyselinami sa spravidla liečia výdatným opláchnutím postihnutého miesta tečúcou vodou (15 minút) a následnou okamžitou lekárskou pomocou. V prípade vysoko koncentrovaných kyselín je potrebné kyselinu najprv čo najviac zotrieť, inak by reakcia kyseliny rozpúšťajúcej sa vo vode mohla spôsobiť ťažké tepelné popáleniny. Okrem nebezpečenstva vyplývajúceho z kyslosti môžu byť nebezpečné aj zriedené roztoky slabých kyselín, a to v dôsledku toxických alebo iných účinkov príslušných iónov. Konkrétnejšie informácie nájdete v príslušnom bezpečnostnom liste.
Kyseliny sú pomenované podľa svojich aniónov. Táto iónová prípona sa vypúšťa a nahrádza sa novou príponou (a niekedy aj predponou) podľa nasledujúcej tabuľky. Napríklad HCl má ako anión chlorid, takže prípona -id spôsobuje, že má podobu kyseliny chlorovodíkovej.
Vo vode nastáva nasledujúca rovnováha medzi slabou kyselinou (HA) a vodou, ktorá pôsobí ako zásada:
HA(aq) + H2O ⇌ H3O+(aq) + A-(aq)
Konštanta kyslosti (alebo disociačná konštanta kyseliny) je rovnovážna konštanta pre reakciu HA s vodou:
Silné kyseliny majú veľké hodnoty Ka (t. j. reakčná rovnováha leží ďaleko napravo; kyselina je takmer úplne disociovaná na H3O+ a A-). Medzi silné kyseliny patria ťažšie hydrohalogénové kyseliny: kyselina chlorovodíková (HCl), kyselina brómová (HBr) a kyselina jódová (HI). (Kyselina fluorovodíková, HF, je však pomerne slabá.) Napríklad hodnota Ka pre kyselinu chlorovodíkovú (HCl) je 107.
Slabé kyseliny majú malé hodnoty Ka (t. j. v rovnovážnom stave sa v roztoku vyskytujú značné množstvá HA a A-; je prítomné malé množstvo H3O+; kyselina je len čiastočne disociovaná). Napríklad hodnota Ka pre kyselinu octovú je 1,8 x 10-5. Väčšina organických kyselín sú slabé kyseliny. Oxokyseliny, ktoré zvyčajne obsahujú centrálne atómy vo vysokých oxidačných stavoch obklopené kyslíkom, môžu byť pomerne silné alebo slabé. Kyselina dusičná, kyselina sírová a kyselina chlórová sú silné kyseliny, zatiaľ čo kyselina dusičná, kyselina sírová a kyselina chlórová sú slabé kyseliny.
Polyprotické kyseliny sú schopné darovať viac ako jeden protón na molekulu kyseliny, na rozdiel od monoprotických kyselín, ktoré darujú len jeden protón na molekulu. Špecifické typy polyprotických kyselín majú špecifickejšie názvy, napríklad diprotická kyselina (dva potenciálne protóny, ktoré môžu darovať) a triprotická kyselina (tri potenciálne protóny, ktoré môžu darovať).
Monoprotická kyselina môže podstúpiť jednu disociáciu (niekedy nazývanú ionizácia) a má jednoducho jednu disociačnú konštantu kyseliny, ako je uvedené vyššie:
Diprotická kyselina (tu symbolizovaná H2A) môže v závislosti od pH prejsť jednou alebo dvoma disociáciami. Každá disociácia má svoju vlastnú disociačnú konštantu Ka1 a Ka2.
Prvá disociačná konštanta je zvyčajne vyššia ako druhá, t. j. Ka1 > Ka2 . Napríklad kyselina sírová (H2SO4) môže darovať jeden protón za vzniku síranového aniónu (HSO4-), pre ktorý je Ka1 veľmi veľká; potom môže darovať druhý protón za vzniku síranového aniónu (SO42-), pričom Ka2 je stredne silná. Veľká Ka1 pre prvú disociáciu robí síran silnou kyselinou. Podobným spôsobom môže slabá nestabilná kyselina uhličitá (H2CO3) stratiť jeden protón za vzniku hydrogénuhličitanového aniónu (HCO3-) a stratiť druhý za vzniku uhličitanového aniónu (CO32-). Obe hodnoty Ka sú malé, ale Ka1 > Ka2 .
Trojmocná kyselina (H3A) môže podliehať jednej, dvom alebo trom disociáciám a má tri disociačné konštanty, kde Ka1 > Ka2 > Ka3 .
Anorganickým príkladom trojmocnej kyseliny je kyselina ortofosforečná (H3PO4), zvyčajne nazývaná len kyselina fosforečná. Všetky tri protóny sa môžu postupne stratiť, čím vznikne H2PO4-, potom HPO42- a nakoniec PO43- , ortofosforečnanový ión, zvyčajne nazývaný len fosforečnan. Organickým príkladom trojmocnej kyseliny je kyselina citrónová, ktorá môže postupne stratiť tri protóny a nakoniec vytvoriť citrátový ión. Aj keď pozície protónov na pôvodnej molekule môžu byť rovnocenné, postupné hodnoty Ka sa budú líšiť, pretože je energeticky menej výhodné stratiť protón, ak je konjugovaná zásada viac záporne nabitá.
Neutralizácia je reakcia medzi kyselinou a zásadou, pri ktorej vzniká soľ a voda; napríklad kyselina chlorovodíková a hydroxid sodný tvoria chlorid sodný a vodu:
Neutralizácia je základom titrácie, pri ktorej indikátor pH ukazuje bod ekvivalencie, keď sa ku kyseline pridá ekvivalentný počet molov zásady.
Rovnováha slabá kyselina/slabá zásada
Na stratu protónu je potrebné, aby pH systému stúplo nad pKa protonovanej kyseliny. Znížená koncentrácia H+ v tomto zásaditom roztoku posúva rovnováhu smerom k forme konjugovanej zásady (deprotonovanej forme kyseliny). V roztokoch s nižším pH (kyslejších) je v roztoku dostatočne vysoká koncentrácia H+ na to, aby kyselina zostala vo svojej protonovanej forme alebo aby sa protonovala jej konjugovaná zásada (deprotonovaná forma).
Roztoky slabých kyselín a solí ich konjugovaných zásad tvoria tlmivé roztoky.
Kyseliny sa dajú použiť na mnohé účely. Kyseliny sa často používajú na odstraňovanie hrdze a inej korózie z kovov v procese známom ako morenie. Môžu sa používať ako elektrolyt v mokrých článkoch batérie, napríklad kyselina sírová v autobatérii. U ľudí a mnohých iných živočíchov je kyselina chlorovodíková súčasťou žalúdočnej kyseliny vylučovanej v žalúdku, ktorá pomáha hydrolyzovať bielkoviny a polysacharidy, ako aj premieňať neaktívny proenzým pepsinogén na enzým pepsín.