Теории кислот и оснований Теория Льюиса, Бренстеда-Лоури и Аррениуса

теории кислот и оснований Они исходят из концепции, данной Антуаном Лавуазье в 1776 году, который имел ограниченные знания о сильных кислотах, в том числе азотной и серной. Лавуазье утверждал, что кислотность вещества зависит от того, сколько кислорода в нем содержится, поскольку оно не знает фактического состава галогеноводородов и других сильных кислот..

Эта теория была принята как истинное определение кислоты в течение нескольких десятилетий, даже когда такие ученые, как Берцелиус и фон Либиг, внесли изменения и предложили другие видения, но до прибытия Аррениуса она не стала более ясно видеть, как работают кислоты и основания.

Вслед за Аррениусом физики Бренстед и Лоури независимо разработали свою собственную теорию, пока Льюис не предложил улучшенную и более точную версию ее..

Этот набор теорий используется по сей день, и, как говорят, те, которые помогли сформировать современную химическую термодинамику.

индекс

• 1 теория Аррениуса
• 2 Теория Бренстеда и Лоури
• 3 Теория Льюиса
• 4 Ссылки

Теория Аррениуса

Теория Аррениуса - это первое современное определение кислот и оснований, предложенное одноименным физико-химиком в 1884 году. Оно утверждает, что вещество идентифицируется как кислота, когда оно образует ионы водорода при растворении в воде..

То есть кислота увеличивает концентрацию ионов H⁺ в водных растворах. Это можно продемонстрировать на примере диссоциации соляной кислоты (HCl) в воде:

HCl (ac) → H⁺(ac) + Cl^-(Aq)

Согласно Аррениусу, основания - это те вещества, которые выделяют гидроксид-ионы при диссоциации в воде; то есть увеличивает концентрацию ионов ОН^- в водных растворах. Примером основания Аррениуса является растворение гидроксида натрия в воде:

NaOH (ac) → Na⁺(ac) + OH^-(Aq)

Теория также утверждает, что, как таковые, нет ионов H⁺, но эта номенклатура используется для обозначения иона гидрония (H₃О⁺) и что это упоминалось как ион водорода.

Понятия щелочности и кислотности были объяснены только как концентрации гидроксида и ионов водорода, соответственно, а другие типы кислоты и основания (их слабые версии) не были объяснены..

Теория Бренстеда и Лоури

Эта теория была разработана независимо двумя физико-химическими веществами в 1923 году, первый в Дании и второй в Англии. У обоих было одинаковое видение: теория Аррениуса была ограничена (поскольку она полностью зависела от существования водного раствора) и неправильно определяла, что такое кислота и основание..

Поэтому химики работали над водородным ионом и утверждали: кислоты - это вещества, которые выделяют или отдают протоны, а основания - те, которые принимают эти протоны..

Они использовали пример, чтобы продемонстрировать свою теорию, которая включала реакцию в равновесии. Он утверждал, что каждая кислота имеет свое сопряженное основание, и что каждое основание также имеет свою сопряженную кислоту, например:

HA + B ↔ A^- + HB⁺

Как, например, в реакции:

СН₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^- + H₃О⁺

В предыдущей реакции уксусная кислота (СН₃COOH) - кислота, потому что она отдает протон воде (H₂О), превращаясь, таким образом, в его сопряженное основание, ацетат-ион (СН₃COO^-). В свою очередь, вода является основанием, потому что она принимает протон уксусной кислоты и становится ее сопряженной кислотой, ионом гидроксония (H₃О⁺).

Эта обратная реакция также является кислотно-основной реакцией, поскольку конъюгатная кислота превращается в кислоту, а конъюгатное основание превращается в основание посредством донорства и принятия протонов таким же образом..

Преимущество этой теории перед Аррениусом в том, что она не требует диссоциации кислоты для объяснения кислот и оснований..

Теория Льюиса

Физико-химический Гилберт Льюис начал изучать новое определение кислот и оснований в 1923 году, в том же году, когда Бренстед и Лоури предложили свою теорию об этих веществах..

Это предложение, которое было опубликовано в 1938 году, имело то преимущество, что требование определения водорода (или протона) в этом определении было отменено..

Он сам сказал в отношении теории своих предшественников, что «ограничение определения кислот веществами, содержащими водород, является таким же ограничением, как ограничение окислителей теми веществами, которые содержат кислород»..

Вообще говоря, эта теория определяет основания как вещества, которые могут пожертвовать пару электронов, а кислоты - как вещества, которые могут получить эту пару.

Точнее, он утверждает, что основание Льюиса - это основание, которое имеет пару электронов, которое не присоединено к его ядру и может быть пожертвовано, и что кислота Льюиса является той, которая может принимать пару свободных электронов. Тем не менее, определение кислот Льюиса является слабым и зависит от других характеристик.

Примером является реакция между триметилбораном (Me₃Б) - которая действует как кислота Льюиса, потому что она способна принимать пару электронов - и аммиак (NH₃), который может пожертвовать свою безэлектронную пару.

мне₃B +: NH₃ → Я₃B: NH₃

Большим преимуществом теории Льюиса является то, как она дополняет модель окислительно-восстановительных реакций: теория предполагает, что кислоты реагируют с основаниями, чтобы разделить пару электронов, не изменяя числа окисления любого из их атомы.

Еще одно преимущество этой теории заключается в том, что она позволяет объяснить поведение таких молекул, как трифторид бора (BF).₃) и тетрафторид кремния (SiF)₄), в которых нет ионов H⁺ ни ОН^-, как того требуют предыдущие теории.

ссылки

1. Britannica, E. d. (Н.Д.). Энциклопедия Британика. Получено с сайта britannica.com
2. Теория кислот-оснований Бренстеда-Лоури. (Н.Д.). Wikipedia. Получено с en.wikipedia.org
3. Кларк Дж. (2002). Теории кислот и оснований. Получено с chemguide.co.uk