Теорії теорій кислот і основ Льюїса, Бронштеда-Лоурі та Арреніуса

The теорії кислот і основ Вони починаються з концепції, яку дав Антуан Лавуазьє в 1776 році, який мав обмежені знання сильних кислот, серед яких азотна та сірчана. Лавуазьє стверджував, що кислотність речовини залежала від кількості кисню, що міститься в ньому, оскільки він не знав фактичних складів галогенів водню та інших сильних кислот..

Ця теорія була прийнята як справжнє визначення кислоти протягом декількох десятиліть, навіть коли вчені, такі як Берцеліус і фон Лібіх, вносили зміни і пропонували інші види, але поки Арреніус не прийшов, він не став більш чітко бачити, як працюють кислоти і основи..

Після Арреніуса фізики Бренстед і Лоурі самостійно розробили свою власну теорію, поки Льюїс не запропонував покращити і уточнити її версію..

Цей набір теорій використовують і донині і, як кажуть, ті, які допомагали сформувати сучасну хімічну термодинаміку.

Індекс

• 1 Теорія Арреніуса
• 2 Теорія Бренстеда і Лоурі
• 3 Теорія Льюїса
• 4 Посилання

Теорія Арреніуса

Теорія Арреніуса є першим сучасним визначенням кислот і основ, і була запропонована фізико-хімічною речовиною з однойменною назвою в 1884 році. Вона стверджує, що речовина ідентифікується як кислота, коли вона утворює іони водню при розчиненні у воді.

Тобто кислота збільшує концентрацію іонів Н⁺ у водних розчинах. Це можна продемонструвати на прикладі дисоціації соляної кислоти (HCl) у воді:

HCl (ac) → H⁺(ac) + Cl^-(ac)

Згідно з Арреніусом, основи - це речовини, які вивільняють гідроксидні іони при дисоціації у воді; тобто збільшує концентрацію іонів OH^- у водних розчинах. Прикладом бази Ареніуса є розчинення гідроксиду натрію у воді:

NaOH (ac) → Na⁺(ac) + OH^-(ac)

Теорія також стверджує, що в ній немає іонів Н⁺, але ця номенклатура використовується для позначення іону гідронію (H₃O⁺) і що це називалося воднем.

Поняття лужності та кислотності пояснювалися лише тим, що концентрації гідроксиду та іонів водню, відповідно, інші типи кислот та підстав (їх слабкі версії) не пояснювалися..

Теорія Бренстеда і Лоурі

Ця теорія була розроблена самостійно двома фізико-хімічними речовинами в 1923 році, першою в Данії і другою в Англії. Обидва мали однакове бачення: теорія Арреніуса була обмежена (оскільки вона повністю залежала від існування водного розчину) і не визначила правильно, що таке кислота і основа.

Тому хіміки працювали навколо іона водню і заявляли: кислоти є речовинами, які виділяють або передають протони, а основою є ті, які приймають ці протони..

Вони використовували приклад, щоб продемонструвати свою теорію, яка передбачала реакцію в рівновазі. Він стверджував, що кожна кислота має свою кон'юговану основу, і що кожна база також має свою кон'юговану кислоту, наприклад:

HA + B. A^- + HB⁺

Як, наприклад, в реакції:

CH₃COOH + H₂O. CH₃COO^- + H₃O⁺

У попередній реакції оцтова кислота (СН₃СООН) є кислотою, оскільки воно подає протон у воду (Н₂O), таким чином, стаючи його кон'югованим підставою, ацетатний іон (СН₃COO^-). У свою чергу, вода є базою, тому що вона приймає протон оцтової кислоти і стає її кон'югованою кислотою, іоном гідроніуму (H).₃O⁺).

Ця реакція в зворотному напрямку є також кислотно-лужною реакцією, оскільки кон'югована кислота перетворюється в кислоту, і кон'югатна основа перетворюється в основу, через донорство і прийняття протонів таким же чином.

Перевага цієї теорії в порівнянні з арреніусом полягає в тому, що вона не вимагає дисоціації кислоти для пояснення кислот і основ.

Теорія Льюїса

Фізико-хімічний Гілберт Льюїс почав вивчати нове визначення кислот і основ у 1923 році, в тому ж році, коли Бренстед і Лоурі запропонували свою власну теорію про ці речовини..

Ця пропозиція, яка була опублікована в 1938 році, мала ту перевагу, що водневу (або протонну) вимогу визначення було видалено.

Сам він сказав у зв'язку з теорією своїх попередників, що "обмеження визначення кислот речовинами, що містять водень, було таким самим обмежувальним, як обмеження окислювальних агентів тими, які мали кисень".

У загальному випадку ця теорія визначає основи як речовини, які можуть подарувати пару електронів, а кислоти - ті, які можуть отримувати цю пару..

Точніше, він стверджує, що основа Льюїса - це та, яка має пару електронів, яка не прикріплена до його ядра і може бути подарована, і що кислота Льюїса є такою, яка може прийняти пару вільних електронів. Однак визначення кислот Льюїса є пухким і залежить від інших характеристик.

Прикладом є реакція між триметилборани (Me₃B) - яка діє як кислота Льюїса, тому що має здатність приймати пару електронів - і аміак (NH₃), які можуть подарувати свою електронно-вільну пару.

I₃B +: NH₃ → Мені₃B: NH₃

Великою перевагою теорії Льюїса є спосіб, яким він доповнює модель окислювально-відновних реакцій: теорія припускає, що кислоти реагують з базами, щоб розділити пару електронів, не змінюючи числа окислення будь-яких їх атомів.

Інша перевага цієї теорії полягає в тому, що вона дозволяє пояснити поведінку таких молекул, як трифторид бору (BF)₃) і тетрафторид кремнію (SiF)₄), які не мають присутності іонів Н⁺ ні OH^-, як того вимагають попередні теорії.

Список літератури

1. Britannica, E. d. (s.f.). Енциклопедія Британіка. Отримано з britannica.com
2. Кислотно-базова теорія Бренстеда-Лоурі. (s.f.). Вікіпедія. Отримано з en.wikipedia.org
3. Clark, J. (2002). Теорії кислот і основ. Отримано з chemguide.co.uk