Happojen ja emästen teoriat Lewis, Brönsted-Lowry ja Arrhenius

hapot ja emäkset Ne alkavat Antoine Lavoisierin vuonna 1776 antamasta käsitteestä, jolla oli rajalliset tiedot vahvoista hapoista, muun muassa typpi- ja rikkihapoista. Lavoisier väitti, että aineen happamuus riippui siitä, kuinka paljon happea se sisälsi, koska se ei tiennyt vetyhalogenidien ja muiden vahvojen happojen todellisia koostumuksia.

Tätä teoriaa pidettiin todellisena hapon määritelmänä useiden vuosikymmenien ajan, vaikka Berzelius ja von Liebig, kuten tiedemiehet tekivät muutoksia ja ehdottivat muita visioita, mutta ennen kuin Arrhenius saapui, se ei alkanut nähdä selvemmin, kuinka happoja ja emäksiä on käytetty.

Arrheniusin jälkeen fyysikot Brönsted ja Lowry kehittivät itsenäisesti omaa teoriaansa, kunnes Lewis tuli ehdottamaan parempaa ja tarkempaa versiota siitä.

Tätä teoriakokonaisuutta käytetään tähän päivään asti ja niiden sanotaan olevan ne, jotka auttoivat muodostamaan nykyaikaisen kemiallisen termodynamiikan.

indeksi

• 1 Arrhenius-teoria
• 2 Brönstedin ja Lowryn teoria
• 3 Lewisin teoria
• 4 Viitteet

Arrhenius-teoria

Arrhenius-teoria on ensimmäinen moderni happojen ja emästen määritelmä, ja sen ehdotti samankaltainen fysikaalis-kemiallinen aine vuonna 1884. Siinä todetaan, että aine tunnistetaan happoksi, kun se muodostaa vetyioneja, kun ne liuotetaan veteen.

Eli happo lisää H-ionien konsentraatiota⁺ vesiliuoksissa. Tämä voidaan osoittaa esimerkillä vetykloridihapon (HCl) hajoamisesta vedessä:

HCl (ac) → H⁺(ac) + Cl^-(Aq)

Arrheniusin mukaan emäkset ovat niitä aineita, jotka vapauttavat hydroksidioneja, kun ne hajoavat vedessä; se lisää OH-ionien konsentraatiota^- vesiliuoksissa. Esimerkki Arrhenius-emäksestä on natriumhydroksidin liuottaminen veteen:

NaOH (ac) → Na⁺(ac) + OH^-(Aq)

Teoria toteaa myös, että sinänsä ei ole H-ioneja⁺, mutta tätä nimikkeistöä käytetään hydroniumionin (H₃O⁺) ja että tätä kutsuttiin vetyioniksi.

Emäksisyyden ja happamuuden käsitteitä selitettiin vain hydroksidi- ja vetyionien pitoisuuksina, eikä muita happo- ja emäsmuotoja (niiden heikkoja versioita) ole selitetty..

Brönstedin ja Lowryn teoria

Tämä teoria kehitettiin itsenäisesti kahdella fysikaalisella kemialla vuonna 1923, joista ensimmäinen oli Tanskassa ja toinen Englannissa. Molemmilla oli sama visio: Arrhenius-teoria oli rajallinen (koska se riippui täysin vesipitoisen liuoksen olemassaolosta) eikä määrittänyt oikein, mikä oli happo ja emäs.

Sen vuoksi kemistit työskentelivät vetyionin ympärillä ja väittivät, että hapot ovat aineita, jotka vapauttavat tai luovuttavat protoneja, kun taas emäkset ovat ne, jotka hyväksyvät nämä protonit.

He käyttivät esimerkkiä osoittaakseen teoriaansa, joka koski reaktion tasapainoa. Hän väitti, että jokaisella hapolla oli konjugaattipohja ja että kullakin emäksellä oli myös konjugaattihappo, kuten tämä:

HA + B ↔ A^- + HB⁺

Kuten esimerkiksi reaktiossa:

CH₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^- + H₃O⁺

Edellisessä reaktiossa etikkahappo (CH₃COOH) on happo, koska se luovuttaa vedelle protonin (H₂O), jolloin siitä tulee sen konjugaattipohja, asetaatti-ioni (CH₃COO^-). Vesi puolestaan ​​on emäs, koska se hyväksyy etikkahapon protonin ja siitä tulee sen konjugaattihappo, hydroniumioni (H₃O⁺).

Tämä reaktio käänteisessä tapauksessa on myös happo-emäsreaktio, koska konjugaattihappo muutetaan hapoksi ja konjugaatti- emäs muunnetaan emäksiä luovuttamalla ja hyväksymällä protoneja samalla tavalla.

Tämän teorian etuna Arrheniusin suhteen on, että se ei vaadi happoa ja emäksiä erottamaan happoa..

Lewisin teoria

Fysikaalis-kemiallinen Gilbert Lewis alkoi tutkia uutta happojen ja emästen määritelmää vuonna 1923, samana vuonna, jolloin Brönsted ja Lowry tarjosivat omaa teoriaa näistä aineista.

Tällä vuonna 1938 julkaistulla ehdotuksella oli se etu, että määritelmän vedyn (tai protonin) vaatimus poistettiin.

Hän oli itse sanonut edeltäjiensä teoriaan liittyen, että "happojen määritelmän rajoittaminen vetyä sisältäviin aineisiin rajoittui niin, että hapettavat aineet rajoittavat niitä, joilla oli happea".

Yleisesti ottaen tämä teoria määrittelee perusteet aineiksi, jotka voivat lahjoittaa elektronien parin, ja hapot, jotka voivat vastaanottaa tämän parin..

Tarkemmin sanottuna hän toteaa, että Lewis-pohja on sellainen, jossa on elektronien pari, joka ei ole kiinnittynyt sen ytimeen ja jota voidaan lahjoittaa, ja että Lewisin happo on sellainen, joka voi hyväksyä vapaan elektronin parin. Lewisin happojen määritelmä on kuitenkin löysä ja riippuu muista ominaisuuksista.

Esimerkki on trimetyyliboraanin (Me.) Välinen reaktio₃B) - joka toimii Lewisin hapona, koska sillä on kyky hyväksyä elektronipari ja ammoniakki (NH₃), joka voi lahjoittaa elektroniton parinsa.

minulle₃B +: NH₃ → Minä₃B: NH₃

Lewisin teorian suuri etu on tapa, jolla se täydentää redox-reaktiomallia: teoria viittaa siihen, että hapot reagoivat emästen kanssa jakamaan elektronien pari muuttamatta niiden oksidointilukuja. atomia.

Tämän teorian toinen etu on se, että se sallii molekyylien, kuten booritrifluoridin (BF) käyttäytymisen selittämisen.₃) ja piitetrafluoridi (SiF)₄), joilla ei ole H-ioneja⁺ eikä OH^-, kuten aiempien teorioiden mukaan.

viittaukset

1. Britannica, E. d. (N.D.). Encyclopedia Britannica. Haettu osoitteesta britannica.com
2. Brønsted-Lowryn happo-emäksen teoria. (N.D.). Wikipedia. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
3. Clark, J. (2002). Happojen ja emästen teoriat. Haettu osoitteesta chemguide.co.uk