Istoric dezvoltaremodificare

conceptul de o reacție acido-bazic a fost propus pentru prima dată în 1754 de Guillaume Francois Rouelle, care a introdus cuvântul „bază” în chimie înseamnă o substanță care reacționează cu un acid pentru a da formă solidă (ca sare).primul concept științific de acizi și baze a fost furnizat de Lavoisier în jurul anului 1776., Când Lavoisier cunoștințe de acizi tari a fost în principal limitat la oxoacids, cum ar fi HNO
3 (acid azotic) și H
2
4 (acid sulfuric), care tind să conțină central atomilor în stări de oxidare înalte, înconjurat de oxigen, și deoarece el nu a fost conștient de compoziția reală a hydrohalic acizi (HF, HCl, HBr, HI), el a definit acizii în termeni de conținut de oxigen, care, în fapt, el a numit din cuvinte grecești care înseamnă „acid-fostul” (din greacă οξυς (oxy) sensul „acid” sau „ascuțite” și γεινομαι (geinomai) sensul „genera”)., De Lavoisier definiție a avut loc de peste 30 de ani, până la 1810 articol și, ulterior, prelegeri de către Sir Humphry Davy în care și-a dovedit lipsa de oxigen în Sec
2S, H2Te, și hydrohalic acizi. Cu toate acestea, Davy nu a reușit să dezvolte o nouă teorie, concluzionând că „aciditatea nu depinde de o anumită substanță elementară, ci de aranjarea specifică a diferitelor substanțe”. O modificare notabilă a teoriei oxigenului a fost furnizată de Jöns Jacob Berzelius, care a declarat că acizii sunt oxizi ai nemetalelor, în timp ce bazele sunt oxizi ai metalelor.,în 1838, Justus von Liebig a propus ca un acid să fie un compus care conține hidrogen al cărui hidrogen poate fi înlocuit cu un metal. Această redefinire s-a bazat pe munca sa extinsă asupra compoziției chimice a acizilor organici, finalizând trecerea doctrinară de la acizii pe bază de oxigen la acizii pe bază de hidrogen începuți de Davy. Definiția lui Liebig, deși complet empirică, a rămas în uz timp de aproape 50 de ani până la adoptarea definiției Arrhenius.,prima definiție modernă a acizilor și bazelor în termeni moleculari a fost concepută de Svante Arrhenius. O teorie a hidrogenului acizilor, a urmat din lucrarea sa din 1884 cu Friedrich Wilhelm Ostwald în stabilirea prezenței ionilor în soluție apoasă și a condus la Arrhenius primind Premiul Nobel pentru Chimie în 1903.

așa cum este definit de Arrhenius:

• un acid Arrhenius este o substanță care disociază în apă pentru a forma ioni de hidrogen (H+); adică un acid crește concentrația ionilor H+ într-o soluție apoasă.,aceasta determină protonarea apei sau crearea ionului de hidroniu (H3O+). Astfel, în timpurile moderne, simbolul H + este interpretat ca o prescurtare pentru H3O+, deoarece acum se știe că un proton gol nu există ca specie liberă în soluție apoasă.o bază Arrhenius este o substanță care disociază în apă pentru a forma ioni de hidroxid( OH−); adică o bază crește concentrația ionilor OH într-o soluție apoasă.,”

definițiile Arrhenius ale acidității și alcalinității sunt limitate la soluții apoase și se referă la concentrația ionilor solvenți. Conform acestei definiții, H2SO4 pur și HCl dizolvate în toluen nu sunt acide, iar NaOH topit și soluțiile de amidă de calciu în amoniac lichid nu sunt alcaline. Acest lucru a dus la dezvoltarea teoriei Brønsted-Lowry și a teoriei Lewis ulterioare pentru a explica aceste excepții neapoase.,

în General, pentru a se califica ca un Arrhenius acid, la introducerea în apă, chimic trebuie să fie cauza, direct sau altfel:

• o creștere în apoasă hydronium de concentrare, sau
• o scădere în soluție apoasă de hidroxid de concentrare.

în Schimb, pentru a se califica ca un Arrhenius bază, la introducerea în apă, chimic trebuie să fie cauza, direct sau altfel:

• o scădere în apoasă hydronium de concentrare, sau
• o creștere în soluție apoasă de hidroxid de concentrare.,reacția unui acid cu o bază se numește reacție de neutralizare. Produsele acestei reacții sunt o sare și apă. acid + bază → sare + apă

  în această reprezentare tradițională, o reacție de neutralizare acido-bazică este formulată ca o reacție de înlocuire dublă. De exemplu, reacția acidului clorhidric, HCl, cu soluții de hidroxid de sodiu, NaOH, produce o soluție de clorură de sodiu, NaCl și câteva molecule de apă suplimentare.,

  HCl ( aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O

  modificatorul (aq) în această ecuație a fost implicat de Arrhenius, mai degrabă decât inclus în mod explicit. Aceasta indică faptul că substanțele sunt dizolvate în apă. Deși toate cele trei substanțe, HCl, NaOH și NaCl sunt capabile să existe ca compuși puri, în soluții apoase sunt complet disociate în ionii aquați H+, Cl−, Na+ și OH−.,

  Brønsted–Lowry definitionEdit

  articol Principal: Brønsted–Lowry acid–bază teoria

  Johannes Nicolaus Brønsted și Thomas Martin Lowry

  Brønsted–Lowry definiție, formulată în 1923, în mod independent de către Johannes Nicolaus Brønsted în Danemarca și Martin Lowry în Anglia, se bazează pe ideea de identificarea de baze prin deprotonarea de acizi – care este, capacitatea de acizi să „doneze” ioni de hidrogen (H+)—altfel cunoscut sub numele de protoni—la baze, care „accepta” ei.,o reacție acido-bazică este, astfel, îndepărtarea unui ion de hidrogen din acid și adăugarea acestuia la bază. Îndepărtarea unui ion de hidrogen dintr-un acid produce baza sa conjugată, care este acidul cu un ion de hidrogen îndepărtat. Recepția unui proton de către o bază produce acidul conjugat, care este baza cu un ion de hidrogen adăugat.

  spre Deosebire de definițiile anterioare, la Brønsted–Lowry definiție nu se referă la formarea de sare și solvent, dar în loc să-formarea de conjugat acizi si baze conjugate, produsă prin transferul unui proton de la acid la baza., În această abordare, acizii și bazele sunt fundamental diferite în comportamentul sărurilor, care sunt văzute ca electroliți, supuse teoriilor lui Debye, Onsager și altele. Un acid și o bază reacționează nu pentru a produce o sare și un solvent, ci pentru a forma un nou acid și o nouă bază. Conceptul de neutralizare este astfel absent. Comportamentul acido–bazic Brønsted–Lowry este formal independent de orice solvent, făcându-l mai cuprinzător decât modelul Arrhenius. Calculul pH-ului sub modelul Arrhenius depinde de alcalii (baze) dizolvate în apă (soluție apoasă)., Modelul Brønsted-Lowry a extins ceea ce ar putea fi testat pH folosind soluții insolubile și solubile (gaz, lichid, solid).

  formula generală pentru reacțiile acido–bazice conform definiției Brønsted–Lowry este:

  HA + B → BH+ + A−

  unde HA reprezintă acidul, B reprezintă baza, BH+ reprezintă acidul conjugat al lui B și A− reprezintă baza conjugată a HA.,

  De exemplu, un Brønsted-Lowry model de disociere a acidului clorhidric (HCl) în soluție apoasă ar fi următoarele:

  HCl + H2O ⇌ H3O+ + Cl−

  eliminarea de H+ din HCl produce ioni de clorură, Cl−, baza conjugată a acidului. Adăugarea de H + la H2O (acționând ca bază) formează ionul hidroniu, H3O+, acidul conjugat al bazei.apa este amfoterică-adică poate acționa atât ca acid, cât și ca bază., La Brønsted-Lowry model explică acest lucru, arătând disociere a apei în concentrații scăzute de hydronium și ioni de hidroxid:

  H2O + H2O ⇌ H3O+ + OH−

  Această ecuație este demonstrat în imaginea de mai jos:

  Aici, o moleculă de apă acționează ca un acid, donând o H+ și formează baza conjugată, OH−, și o a doua moleculă de apă acționează ca o bază, acceptând H+ ion și formează acidul conjugat, H3O+.ca exemplu de apă care acționează ca un acid, luați în considerare o soluție apoasă de piridină, C5H5N.,

  C5H5N + H2O ⇌ + + OH−

  În acest exemplu, o moleculă de apă este împărțită într-un ion de hidrogen, care este donat un piridină moleculă, și un hidroxid de ion.în modelul Brønsted-Lowry, solventul nu trebuie neapărat să fie apă, așa cum este cerut de modelul acido-bazic Arrhenius. De exemplu, luați în considerare ce se întâmplă atunci când acidul acetic, CH3COOH, se dizolvă în amoniac lichid.

  CH
  3COOH + NH
  3 ⇌ NH+
  4 + CH
  3COO−

  O H+ ion este eliminat din acid acetic, formând sale de bază conjugată, acetat ion, CH3COO−., Adăugarea unui ion H+ la o moleculă de amoniac a solventului creează acidul conjugat, ionul de amoniu, NH+

  modelul Brønsted–Lowry numește substanțe care conțin hidrogen (cum ar fi acizii HCl). Astfel, unele substanțe, pe care mulți chimiști le consideră acizi, cum ar fi SO3 sau BCl3, sunt excluse din această clasificare din cauza lipsei de hidrogen. Gilbert N., Lewis a scris în 1938, „pentru a restricționa grupul de acizi la acele substanțe care conțin hidrogen interferează la fel de serios cu înțelegerea sistematică a chimiei ca și restricționarea termenului agent oxidant la substanțele care conțin oxigen.”În plus, KOH și KNH2 nu sunt considerate Brønsted baze, ci mai degrabă de săruri ce conțin baze OH și NH−

  Lewis definitionEdit

  informații Suplimentare: Lewis acizi și baze

  hidrogen cerința de Arrhenius și Brønsted–Lowry a fost eliminat prin definiția lui Lewis acid–bază reacții, conceput de Gilbert N., Lewis în 1923, în același an cu Brønsted–Lowry, dar nu a fost elaborat de el până în 1938. În loc să definească reacțiile acido–bazice în termeni de protoni sau alte substanțe lipite, definiția Lewis definește o bază (denumită bază Lewis) pentru a fi un compus care poate dona o pereche de electroni și un acid (un acid Lewis) pentru a fi un compus care poate primi această pereche de electroni.de exemplu, trifluorura de bor, BF3 este un acid tipic Lewis. Poate accepta o pereche de electroni, deoarece are un post vacant în octetul său. Ionul de fluor are un octet complet și poate dona o pereche de electroni., Astfel

  BF3 + F – → BF –
  4

  este o reacție tipică a acidului Lewis, a bazei Lewis. Toți compușii elementelor din grupa 13 cu o formulă AX3 se pot comporta ca acizi Lewis. În mod similar, compuși din grupa 15 elemente cu o formula DY3, cum ar fi amine, NR3, și phosphines, PR3, se poate comporta ca baze Lewis. Aducți dintre ele au formula X3A←DY3 cu un dativ legătură covalentă, prezentate simbolic ca ←, între atomii A (acceptor) și D (donator). Compușii din grupa 16, cu o formula DX2, de asemenea, poate acționa ca baze Lewis; în acest fel, un compus ca un eter, R2O, sau un thioether, R2S, poate acționa ca o bază Lewis., Definiția Lewis nu se limitează la aceste exemple. De exemplu, monoxidul de carbon acționează ca o bază Lewis atunci când formează un aduct cu trifluorură de bor, cu formula F3B←CO.Adductele care implică ioni metalici sunt denumite compuși de coordonare; fiecare ligand donează o pereche de electroni ionului metalic., Reacția

  + + 2NH3 → + + 4H2O

  poate fi văzută ca o reacție acido–bazic în care o mai puternică bază (amoniac) înlocuiește unul mai slab (apa)

  Lewis și Brønsted–Lowry definiții sunt compatibile cu fiecare alte, deoarece reacția

  H+ + OH− ⇌ H2O

  este o reacție acido–bazic în ambele teorii.

  definiția sistemului de Solvențiedit

  una dintre limitările definiției Arrhenius este dependența sa de soluțiile de apă. Edward Curtis Franklin a studiat reacțiile acido-bazice în amoniacul lichid în 1905 și a subliniat asemănările cu teoria Arrhenius pe bază de apă. Albert F.,O. Germann, care lucrează cu fosgen lichid, COCl
  2, a formulat teoria bazată pe solvenți în 1925, generalizând astfel definiția Arrhenius pentru a acoperi solvenții aprotici.Germann a subliniat că în multe soluții există ioni în echilibru cu moleculele neutre de solvent:

  • ioni de solvoniu: un nume generic pentru ionii pozitivi. (Termenul solvoniu a înlocuit termenul mai vechi ioni de lyoniu: ioni pozitivi formați prin protonarea moleculelor de solvent.)
  • ioni solvați: un nume generic pentru ionii negativi., (Termenul solvat a înlocuit termenul mai vechi ioni de Liat: ioni negativi formați prin deprotonarea moleculelor de solvent.,nd ammonium and amide, respectively: 2 H
    2O ⇌ H
    3O+
    + OH−
    2 NH
    3 ⇌ NH+
    4 + NH−
    2

    Some aprotic systems also undergo such dissociation, such as dinitrogen tetroxide into nitrosonium and nitrate, antimony trichloride into dichloroantimonium and tetrachloroantimonate, and phosgene into chlorocarboxonium and chloride:

    N
    2O
    4 ⇌ NO+
    + NO−
    3 2 SbCl
    3 ⇌ SbCl+
    2 + SbCl−
    4 COCl
    2 ⇌ COCl+
    + Cl−

    A solute that causes an increase in the concentration of the solvonium ions and a decrease in the concentration of solvate ions is defined as an acid., Un solut care determină o creștere a concentrației ionilor de solvat și o scădere a concentrației ionilor de solvoniu este definit ca bază., definiția arată în descrierea reacțiilor în soluție de solvenți; de exemplu, în stare lichidă N
    2O
    4.

    + → +

    Pentru că solvent definiția sistemului depinde de solut la fel de bine ca pe solvent în sine, o anumită substanță dizolvată poate fi fie un acid sau o bază, în funcție de alegerea solventului: HClO
    4 este un acid puternic în apă, slab acid acetic acid și o bază slabă în acid fluorosulfonic; această caracteristică a teoriei a fost văzut atât ca o putere și o slăbiciune, pentru că unele substanțe (cum ar fi
    3 și NH
    3) au fost considerate a fi acide sau bazice în dreptul lor propriu., Pe de altă parte, teoria sistemului de solvenți a fost criticată ca fiind prea generală pentru a fi utilă. De asemenea, s-a crezut că există ceva intrinsec acide despre compuși de hidrogen, o proprietate nu este împărtășită și de non-hydrogenic solvonium săruri.această teorie acido-bazică a fost o renaștere a teoriei oxigenului a acizilor și bazelor, propusă de chimistul German Hermann Lux în 1939, îmbunătățită în continuare de Håkon Flood circa 1947 și este încă folosită în geochimia modernă și electrochimia sărurilor topite., Această definiție descrie un acid ca acceptor de ioni de oxid (O2 –
    ) și o bază ca donator de ioni de oxid. De exemplu:

    + → MgCO
    3 + → CaSiO
    3 + → NO+
    2 + 2 SO2−
    4

    Această teorie este, de asemenea, util în sistematizare a reacțiilor de gaz nobil compuși, mai ales xenon oxizi, fluoruri, și oxofluorides.Mikhail Usanovich a dezvoltat o teorie generală care nu limitează aciditatea compușilor care conțin hidrogen, dar abordarea sa, publicată în 1938, a fost chiar mai generală decât teoria lui Lewis., Teoria lui usanovici poate fi rezumată ca definind un acid ca orice care acceptă specii negative sau donează cele pozitive și o bază ca inversă. Acest definit conceptul de redox (oxidare-reducere) ca un caz special de acid–bază reacții

    Unele exemple de Usanovich acid–bază reacții includ:

    + → 2 Na+
    + SO2−
    4 (specii schimbate: O2−
    anioni) + → 6 NH+
    4 + 2 SbS3−
    4 (specii schimbate: 3 S2−
    anioni) + → 2Na+
    + 2ci−
    (specii schimbate: 2 electroni)