Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Savak Adomány H +; Az alapok OH-
- Arrhenius savak és bázisok sók kialakulásához egyesülnek
- Brønsted-Lowry általánosítja a sav / bázis reakciót
- Lewis még többet általánosít
A kémikusok három különálló elmélettel rendelkeznek arról, hogy mi képezi a savot és egy bázist, ám ezekben nem vitatják azt a tényt, hogy semlegesítik egymást. Vízoldatban történő összekapcsoláskor sót képeznek. A savak és a bázisok más módon is kombinálhatók, és ha így állnak, akkor a terméknek mindig nincs sója. Például, ha az ammóniához hozzáadunk cinket, a reakció komplex ion keletkezik. A savak és bázisok Lewis-elméletének bevezetéséig ezt még sav / bázis reakciónak sem lehetett volna tekinteni.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Vizes oldatokban a savak és a bázisok egymással semlegesítik és sót képeznek. A sav-bázis reakciók, amelyek nem fordulnak elő vízben, szintén sókat képeznek, de komplex ionokat is előállíthatnak.
Savak Adomány H +; Az alapok OH-
Svante Arrhenius által kifejlesztett elmélet szerint. Nobel-díjas fizikus és kémikus, az oldatban lévő sav adományoz H-t+ ion vízben. Az ionok nem szabadon úsznak, hanem ehelyett a vízmolekulákhoz kapcsolódnak és hidróniumionokat képeznek (H3O+). Az oldat pH-ja, amely "hidrogén erősségére" utal, megmutatja ezen ionok számát. A pH a koncentráció negatív logaritmusa, tehát minél alacsonyabb a pH, annál nagyobb az ionok koncentrációja, és savasabb az oldat. Az alapok viszont adományozzák a hidroxidot (OH-) ionok. Ha egy oldat túlnyomó része a hidroxid-ionoknak, akkor pH-ja 7 felett van (semleges pont), és az oldat lúgos. Az így viselkedő savakat és bázisokat Arrhenius savaknak és lúgnak nevezzük. A hidrogén-klorid (HCl) az Arrhenius-sav példája, a nátrium-hidroxid (NaOH) pedig az Arrhenius-bázis.
Arrhenius savak és bázisok sók kialakulásához egyesülnek
Ha Arrhenius savat és bázist kombinálunk ugyanabban az oldatban, a pozitív töltésű hidrónium-ionok a hidroxid-ionokkal kombinálva előállítják a vizet, a maradék ionok pedig sót képeznek. Ha az összes rendelkezésre álló ion ily módon kombinálódik, az oldat pH-semlegessé válik, ami azt jelenti, hogy a sav és a bázis semlegesítik egymást. A legismertebb példa a hidrogén-klorid és a nátrium-hidroxid oldatban történő feloldása, hogy szabad nátriumot (Na+) és klorid (Cl-) ionok. Kombinálva NaCl-t vagy közönséges asztali sót képeznek. Ezt a folyamatot hidrolízisnek hívják.
Brønsted-Lowry általánosítja a sav / bázis reakciót
Egy kémikus, Johannes Nicolaus Brønsted és Thomas Martin Lowry, 1923-ban önállóan vezette be a savak és bázisok általánosabb fogalmát. Elméletükben a sav egy proton (H+), míg a bázis olyan vegyület, amely elfogadja azt. Ez a koncepció kiterjeszti az Arrhenius meghatározását azokra a sav-bázis reakciókra, amelyek nem fordulnak elő vizes oldatban. Például, a Brønsted-Lowry meghatározás szerint az ammónia és a hidrogén-klorid közötti reakció az ammónium-klorid só előállítására sav-bázis reakció, amely nem jár hidrónium- vagy hidroxid-ionok cseréjével. Arrhenius meghatározása szerint ez nem tekinthető sav-bázis reakciónak. A Bronsted-Lowry sav-bázis reakciók nem mindig termelnek vizet, ám ezek mégis sók.
Lewis még többet általánosít
1923-ban szintén G.N. Lewis (UC Berkeley) módosította a savak és bázisok meghatározását, hogy figyelembe vegye azokat a reakciókat, amelyeket nem lehetett megmagyarázni a Brønsted-Lowry koncepció segítségével. A Lewis-elméletben a bázisok elektron-pár donorok, míg a savak elektron-pár-elfogadók. Ez a koncepció segít megmagyarázni azokat a reakciókat, amelyek nemcsak a szilárd és folyékony anyagok, hanem a gázok között is sav-bázis reakciókként fordulnak elő. Ebben az elméletben a reakció terméke nem lehet só. Például a cink-ionok és az ammónia közötti reakció során tetraamin-cink keletkezik, amely komplex ion.
Zn2++ 4NH3→4+.