Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Syror donerar H +; Baser donerar OH-
- Arrhenius syror och baser kombineras för att bilda salter
- Brønsted-Lowry generaliserar syra / basreaktionen
- Lewis generaliserar ännu mer
Kemister har tre separata teorier för vad som utgör en syra och en bas, men det finns ingen oenighet om att de neutraliserar varandra. När de kombineras i en vattenlösning producerar de ett salt. Syror och baser kan dock kombineras på andra sätt, och när de gör det är produkten inte alltid ett salt. När du till exempel tillför zink till ammoniak resulterar reaktionen i en komplex jon. Fram till introduktionen av Lewis-teorin om syror och baser, skulle detta inte ens ha betraktats som en syra / basreaktion.
TL; DR (för lång; läste inte)
I vattenhaltiga lösningar kombineras syror och baser för att neutralisera varandra och producera ett salt. Syrabasreaktioner som inte förekommer i vatten producerar vanligtvis också salter, men de kan också producera komplexa joner.
Syror donerar H +; Baser donerar OH-
Enligt en teori av Svante Arrhenius. en Nobelprisvinnande fysiker och kemist, en syra i lösning donerar en H+ jon i vatten. Jonerna flyter inte runt fritt utan kopplar sig istället till vattenmolekyler för att bilda hydroniumjoner (H3O+). PH i en lösning, som hänvisar till "vätkraften", är ett mått på antalet närvarande joner. pH är en negativ koncentration av logaritmer, så ju lägre pH är, desto högre är koncentrationen av dessa joner och desto surare är lösningen. Baser å andra sidan donerar hydroxid (OH-) joner. När en lösning har en övervägande av hydroxidjoner är dess pH över 7 (den neutrala punkten), och lösningen är alkalisk. Syror och baser som uppför sig på detta sätt kallas Arrhenius syror och baser. Väteklorid (HCl) är ett exempel på en Arrhenius-syra, och natriumhydroxid (NaOH) är en Arrhenius-bas.
Arrhenius syror och baser kombineras för att bilda salter
När du kombinerar en Arrhenius-syra och bas i samma lösning, kombineras de positivt laddade hydroniumjonerna med hydroxidjonerna för att producera vatten, och rester-jonerna kombineras för att producera ett salt. Om alla tillgängliga joner kombineras på detta sätt blir lösningen pH-neutral, vilket innebär att syran och basen neutraliserar varandra. Det mest kända exemplet är att lösa väteklorid och natriumhydroxid i lösning för att producera fritt natrium (Na+) och klorid (Cl-) joner. De kombineras för att bilda NaCl, eller vanligt bordsalt. Denna process kallas hydrolys.
Brønsted-Lowry generaliserar syra / basreaktionen
Ett par kemister, Johannes Nicolaus Brønsted och Thomas Martin Lowry, introducerade oberoende en mer generaliserad uppfattning av syror och baser 1923. I deras teori är en syra en förening som donerar en proton (H+) medan en bas är en förening som accepterar en. Denna befruktning utökar Arrhenius-definitionen för att redogöra för syrabasreaktioner som inte förekommer i vattenlösning. Enligt Brønsted-Lowry-definitionen är reaktionen mellan ammoniak och väteklorid till exempel för att producera saltammoniumklorid en syrabasreaktion som inte involverar utbyte av hydronium- eller hydroxidjoner. Det skulle inte betraktas som en syrabasreaktion under Arrhenius-definitionen. Bronsted-Lowry-syrabasreaktioner producerar inte alltid vatten, men de producerar fortfarande salter.
Lewis generaliserar ännu mer
Också 1923, G.N. Lewis från UC Berkeley modifierade definitionen av syror och baser för att redogöra för reaktioner som inte kunde förklaras med Brønsted-Lowry befruktningen. I Lewis-teorin är baser givare av elektronpar, medan syror är elektronparacceptorer. Denna befruktning hjälper till att förklara reaktioner som inträffar, inte bara mellan fasta ämnen och vätskor utan också gaser som syrabasreaktioner. I denna teori är produktens reaktion kanske inte ett salt. Till exempel ger reaktionen mellan zinkjoner och ammoniak tetraamminezink, en komplex jon.
Zn2++ 4NH3→4+.