Các lý thuyết về axit và cơ sở Lý thuyết của Lewis, Brönsted-Lowry và Arrhenius

các lý thuyết về axit và bazơ Họ bắt đầu từ khái niệm được đưa ra bởi Antoine Lavoisier vào năm 1776, người có kiến ​​thức hạn chế về axit mạnh, trong đó có nitric và lưu huỳnh. Lavoisier tuyên bố rằng độ axit của một chất phụ thuộc vào lượng oxy chứa trong đó, vì nó không biết thành phần thực tế của hydro halogenua và các axit mạnh khác.

Giả thuyết này được coi là định nghĩa thực sự của axit trong nhiều thập kỷ, ngay cả khi các nhà khoa học như Berzelius và von Liebig thực hiện sửa đổi và đề xuất các tầm nhìn khác, nhưng cho đến khi Arrhenius đến, nó không bắt đầu thấy rõ hơn cách thức hoạt động của axit và bazơ.

Theo Arrhenius, các nhà vật lý Brönsted và Lowry đã độc lập phát triển lý thuyết của riêng họ, cho đến khi Lewis đề xuất một phiên bản cải tiến và chính xác hơn của nó.

Tập hợp các lý thuyết này được sử dụng cho đến ngày nay và được cho là những lý thuyết đã giúp hình thành nhiệt động hóa học hiện đại.

Chỉ số

• 1 lý thuyết Arrhenius
• 2 Lý thuyết về Brönsted và Lowry
• 3 lý thuyết của Lewis
• 4 tài liệu tham khảo

Lý thuyết Arrhenius

Lý thuyết Arrhenius là định nghĩa hiện đại đầu tiên về axit và bazơ, và được đề xuất bởi hóa lý cùng tên vào năm 1884. Nó nói rằng một chất được xác định là axit khi tạo thành ion hydro khi hòa tan trong nước.

Đó là, axit làm tăng nồng độ của các ion H⁺ trong dung dịch nước. Điều này có thể được chứng minh bằng một ví dụ về sự phân ly axit hydrochloric (HCl) trong nước:

HCl (ac) → H⁺(ac) + Cl^-(ac)

Theo Arrhenius, bazơ là những chất giải phóng các ion hydroxit khi phân ly trong nước; nghĩa là, nó làm tăng nồng độ của các ion OH^- trong dung dịch nước. Một ví dụ về cơ sở Arrhenius là sự hòa tan natri hydroxit trong nước:

NaOH (ac) → Na⁺(ac) + OH^-(ac)

Lý thuyết cũng nói rằng, như vậy, không có ion H⁺, nhưng danh pháp này được sử dụng để biểu thị một ion hydronium (H₃Ôi⁺) và điều này được gọi là ion hydro.

Các khái niệm về độ kiềm và độ axit chỉ được giải thích là nồng độ của các ion hydroxit và hydro tương ứng, và các loại axit và bazơ khác (phiên bản yếu của chúng) không được giải thích..

Lý thuyết của Brönsted và Lowry

Lý thuyết này được phát triển độc lập bởi hai chất hóa lý vào năm 1923, thứ nhất ở Đan Mạch và thứ hai ở Anh. Cả hai đều có cùng một tầm nhìn: lý thuyết Arrhenius bị hạn chế (vì nó phụ thuộc hoàn toàn vào sự tồn tại của dung dịch nước) và không xác định chính xác đâu là axit và bazơ.

Do đó, các nhà hóa học đã làm việc xung quanh ion hydro và đưa ra tuyên bố của họ: axit là những chất giải phóng hoặc tặng proton, trong khi các bazơ là những chất chấp nhận các proton đó.

Họ đã sử dụng một ví dụ để chứng minh lý thuyết của họ, liên quan đến một phản ứng ở trạng thái cân bằng. Ông tuyên bố rằng mỗi axit đều có bazơ liên hợp và mỗi bazơ cũng có axit liên hợp của nó, như thế này:

HA + B A^- + HB⁺

Như, ví dụ, trong phản ứng:

CH₃COOH + H₂Ô CH₃COO^- + H₃Ôi⁺

Trong phản ứng trước axit axetic (CH₃COOH) là một axit vì nó tặng một proton cho nước (H₂O), do đó trở thành bazơ liên hợp của nó, ion axetat (CH₃COO^-). Đổi lại, nước là một bazơ vì nó chấp nhận một proton của axit axetic và trở thành axit liên hợp của nó, ion hydronium (H₃Ôi⁺).

Phản ứng ngược lại cũng là phản ứng axit-bazơ, vì axit liên hợp được chuyển thành axit và bazơ liên hợp được chuyển thành bazơ, thông qua việc cho và nhận proton theo cách tương tự.

Ưu điểm của lý thuyết này so với Arrhenius là nó không đòi hỏi phải phân tách axit để giải thích axit và bazơ.

Lý thuyết của Lewis

Gilbert Lewis đã bắt đầu nghiên cứu một định nghĩa mới về axit và bazơ vào năm 1923, cùng năm mà Brönsted và Lowry đưa ra lý thuyết của riêng họ về các chất này.

Đề xuất này, được công bố vào năm 1938, có lợi thế là yêu cầu hydro (hoặc proton) của định nghĩa đã bị loại bỏ.

Bản thân ông đã nói, liên quan đến lý thuyết của những người đi trước, rằng "việc hạn chế định nghĩa axit đối với các chất có chứa hydro cũng hạn chế như hạn chế các tác nhân oxy hóa đối với những chất có oxy".

Nói rộng ra, lý thuyết này định nghĩa các bazơ là các chất có thể tặng một cặp electron và các axit là những chất có thể nhận được cặp này.

Chính xác hơn, ông tuyên bố rằng một cơ sở Lewis là một cơ sở có một cặp electron, không gắn với hạt nhân của nó và có thể được tặng, và axit Lewis là một trong đó có thể chấp nhận một cặp electron tự do. Tuy nhiên, định nghĩa của axit Lewis là lỏng lẻo và phụ thuộc vào các đặc điểm khác.

Một ví dụ là phản ứng giữa trimethylborane (Tôi₃B) - hoạt động như axit Lewis vì nó có khả năng chấp nhận một cặp electron - và amoniac (NH₃), có thể tặng cặp không có electron.

Tôi₃B +: NH₃ → tôi₃B: NH₃

Một lợi thế lớn của lý thuyết của Lewis là cách nó bổ sung cho mô hình phản ứng oxi hóa khử: lý thuyết cho thấy các axit phản ứng với các bazơ để chia sẻ một cặp electron, mà không làm thay đổi số oxi hóa của bất kỳ trong số chúng nguyên tử.

Một ưu điểm khác của lý thuyết này là nó cho phép giải thích hành vi của các phân tử như boron trifluoride (BF)₃) và tetrafluoride silicon (SiF)₄), không có sự hiện diện của các ion H⁺ cũng không phải OH^-, theo yêu cầu của các lý thuyết trước.

Tài liệu tham khảo

1. Britannica, E. d. (s.f.). Bách khoa toàn thư Britannica. Lấy từ britannica.com
2. Lý thuyết axit-bazơ Brønsted-Lowry. (s.f.). Wikipedia. Lấy từ en.wikipedia.org
3. Clark, J. (2002). Lý thuyết về axit và bazơ. Lấy từ chemguide.co.uk