Teorije teorija kiselina i baza Lewisa, Brönsted-Lowryja i Arrheniusa

teorije kiselina i baza Oni polaze od koncepta koji je dao Antoine Lavoisier 1776. godine, koji je imao ograničeno znanje o jakim kiselinama, među njima i dušičnoj i sumpornoj. Lavoisier je tvrdio da je kiselost tvari ovisna o tome koliko kisika sadrži, jer ne poznaje stvarni sastav vodikovih halogenida i drugih jakih kiselina..

Ova teorija je uzeta kao prava definicija kiseline već nekoliko desetljeća, čak i kada su znanstvenici poput Berzeliusa i von Liebiga napravili izmjene i predložili druge vizije, ali sve dok Arrhenius nije stigao, nije počeo jasnije vidjeti kako djeluju kiseline i baze.

Nakon Arrheniusa, fizičari Brönsted i Lowry samostalno su razvili vlastitu teoriju, sve dok Lewis nije predložio poboljšanu i točniju verziju..

Ovaj skup teorija koristi se do danas i za njih se kaže da su oni koji su pomogli u oblikovanju moderne kemijske termodinamike.

indeks

• 1 Arrheniusova teorija
• 2 Teorija Brönsteda i Lowryja
• 3 Lewisova teorija
• 4 Reference

Arrheniusova teorija

Arrheniusova teorija je prva moderna definicija kiselina i baza, koju je predložila fizikalno-kemijska tvar istog naziva 1884. U njoj se navodi da je tvar identificirana kao kiselina kada tvori vodikove ione kada se otopi u vodi.

To jest, kiselina povećava koncentraciju iona H⁺ u vodenim otopinama. To se može pokazati primjerom disocijacije klorovodične kiseline (HCl) u vodi:

HCl (ac) -H⁺(ac) + Cl^-(Aq)

Prema Arrheniusu, baze su one tvari koje oslobađaju hidroksidne ione kada se disociraju u vodi; to jest, povećava koncentraciju OH iona^- u vodenim otopinama. Primjer Arrhenius baze je otapanje natrijevog hidroksida u vodi:

NaOH (ac) → Na⁺(ac) + OH^-(Aq)

Teorija također navodi da kao takvi nema iona H⁺, ali se ova nomenklatura koristi za označavanje hidronijskog iona (H₃O⁺i da se to naziva vodikovim ionom.

Pojmovi alkalnosti i kiselosti objašnjeni su samo kao koncentracije hidroksida i vodikovih iona, a ostale vrste kiselina i baza (njihove slabe verzije) nisu objašnjene..

Teorija Brönsteda i Lowryja

Tu teoriju neovisno su razvile dvije fizikalno-kemijske tvari 1923. godine, prva u Danskoj i druga u Engleskoj. Oba su imala istu viziju: Arrheniusova teorija bila je ograničena (budući da je potpuno ovisila o postojanju vodene otopine) i nije ispravno definirala što je to kiselina i baza.

Stoga su kemičari radili oko vodikovog iona i tvrdili: kiseline su tvari koje oslobađaju ili doniraju protone, dok su baze one koje prihvaćaju te protone..

Oni su upotrijebili primjer kako bi pokazali svoju teoriju, koja je uključivala reakciju u ravnoteži. Tvrdio je da svaka kiselina ima svoju bazu konjugata i da svaka baza ima svoju konjugiranu kiselinu, kao što je ova:

HA + B. A^- + polupansion⁺

Kao, na primjer, u reakciji:

CH₃COOH + H₂O 'CH₃COO^- + H₃O⁺

U prethodnoj reakciji octena kiselina (CH₃COOH) je kiselina jer daje vodi proton (H₂O) i tako postaje njegova konjugirana baza, acetatni ion (CH₃COO^-). Zauzvrat, voda je baza jer prihvaća proton octene kiseline i postaje njena konjugirana kiselina, hidronijov ion (H)₃O⁺).

Ova reakcija u obrnutom smjeru je također reakcija kiselo-bazična, budući da se konjugirana kiselina pretvara u kiselinu i konjugirana baza se pretvara u bazu, kroz doniranje i prihvaćanje protona na isti način..

Prednost te teorije u odnosu na Arrhenius je u tome što ne zahtijeva disocijaciju kiseline da bi se objasnile kiseline i baze.

Teorija Lewisa

Fizičko-kemijski Gilbert Lewis počeo je proučavati novu definiciju kiselina i baza 1923. godine, iste godine u kojoj su Brönsted i Lowry ponudili svoju teoriju o tim supstancama..

Ovaj prijedlog, koji je objavljen 1938., imao je prednost da je zahtjev za definiranjem vodika (ili protona) uklonjen.

On je sam, u vezi s teorijom svojih prethodnika, rekao da "ograničavanje definicija kiselina na tvari koje sadrže vodik bilo je ograničavajuće kao ograničavanje oksidacijskih sredstava na one koji su imali kisik".

Općenito govoreći, ova teorija definira baze kao tvari koje mogu donirati par elektrona, a kiseline kao one koje mogu primiti taj par..

Točnije, on navodi da je Lewisova baza ona koja ima par elektrona, koja nije vezana za njezinu jezgru i može biti donirana, te da je Lewisova kiselina ona koja može prihvatiti par slobodnih elektrona. Međutim, definicija Lewisovih kiselina je labava i ovisi o drugim karakteristikama.

Primjer je reakcija između trimetilborana (Me₃B) - koja djeluje kao Lewisova kiselina jer ima sposobnost da prihvati par elektrona - i amonijak (NH₃), koji mogu donirati svoj par bez elektrona.

mene₃B +: NH₃ → Ja₃B: NH₃

Velika prednost Lewisove teorije je način na koji ona nadopunjuje model redoks reakcija: teorija sugerira da kiseline reagiraju s bazama da dijele par elektrona, bez mijenjanja oksidacijskih brojeva bilo kojeg od njihovih atomi.

Još jedna prednost te teorije je da omogućuje objašnjavanje ponašanja molekula kao što je bor trifluorid (BF)₃) i silicij tetrafluorid (SiF)₄), koji nemaju prisutnost iona H⁺ ni OH^-, kako to zahtijevaju prethodne teorije.

reference

1. Britannica, E. d. (N. D.). Encyclopedia Britannica. Preuzeto s britannica.com
2. Teorija acidobazne osnove Brønsted-Lowryja. (N. D.). Wikipedia. Preuzeto s en.wikipedia.org
3. Clark, J. (2002). Teorije kiselina i baza. Preuzeto s chemguide.co.uk