Protolytisk teori om syrer og Bronsted-Lowry baser

Den protolytiske teorien om syrer og baser ligger på randen av to vitenskaper samtidig: fysikk og kjemi. Med hjelpen er egenskapene og naturen til alle baser og syrer beskrevet. Forskere er delt inn i to klasser av stoffer som samhandler med hverandre.

Problemet med teorien

Protolytisk teori om syrer og baser bidrar til å løse et viktig problem: å forutsi hvilke produkter som dannes som følge av deres interaksjon og hvordan denne reaksjonen vil fortsette. For å gjøre dette, bruker eksperter kvantitative og kvalitative egenskaper av syre og base.

I dette tilfellet er det flere teorier som annerledes tolker hva som er syrer og baser. På ulike måter vurderer de deres andre egenskaper. I den endelige analysen avhenger det av hva resultatet av reaksjonen vil være.

Konseptuelle kjemiske systemer

Den protolytiske teorien om syrer og baser er ekstremt populær når man trenger å finne ut hvordan de samhandler i naturen. Det er mye brukt i industriell praksis og det vitenskapelige feltet. Teoretisk kunnskap om konsekvensene av samspillet mellom baser og syrer bestemmer dannelsen av konseptuelle kjemiske systemer, påvirker alle slags teoretiske begreper i praktisk talt alle kjemiske disipliner.

Evolusjon av kunnskap om samspillet mellom syrer og baser

Den protolytiske teorien om syrer og baser er en av de grunnleggende i kjemi. Nøkkelbegreper ble først formulert av forskere i det 17. århundre. Samtidig endret innholdet etter det mange ganger og ble revidert.

En engelsk kjemiker av det syttende århundre Robert Boyle trodde at syrene er kroppene som har atomer med skarpe fremspring, og basene er deres porene. Derfor er hele nøytraliseringsreaksjonen ifølge hans mening redusert til det faktum at syrefremspringene trengte inn i porene i basene.

Teorien om syrer og baser ble først foreslått av den franske apotekeren Nicola Lemeri. I 1675 publiserte han "Kjemikkurs", der han detaljerte stoffets kjemiske og fysiske egenskaper basert på form og struktur. Lemery fant ut at syrer har skarpe spines, på grunn av hvilket ubehag på huden ser ut. Han døbte basene med alkalier, forutsatt at strukturen er porøs. Som et resultat dannes nøytrale salter.

Allerede i det XVIII århundre, relaterte en annen fransk naturforsker Antaun Lavoisier egenskapene til syrer til nærværet av oksygenatomer i deres sammensetning. Dens fiasko ble demonstrert av engelsk kjemiker Humphry Davy og hans franske motpart, Joseph Louis Gay-Lussac, som identifiserte en rekke syrer som ikke inneholdt oksygen i det hele tatt. Blant dem var halogenert hydrogen eller hydrogencyanid. I dette tilfellet ble et stort antall oksygenholdige forbindelser funnet som ikke hadde egenskapene til syrer.

Moderne representasjoner

Konseptet med den protolytiske teorien om syrer og baser endret seg betydelig på 1800-tallet. Kjemikere begynte å betrakte som syrer bare de stoffene som er i stand til å interagere med metaller og frigjøre hydrogen. Slike konklusjoner ble nådd av den tyske forskeren Justus von Liebig i 1839. Det er han som regnes som en av grunnleggerne av agrokjemi og organisk kjemi.

Parallelt med ham formulerte den svenske mineralogisten Jens Jacob Berzelius ideen om at det er nødvendig å referere til negative oksider av nonmetals til syrer, mens oksider med positiv ladning er baser. Dette bidro til å forklare de grunnleggende egenskapene til syrer og baser. Det er derfor Syresøys surhet og grunnleggende karakter betraktes som en funksjonell egenskap av forbindelser. Det var han som for første gang i verden forsøkte å forutsi den ultimate styrken av stoffene vi vurderer.

De viktigste bestemmelsene i protolytisk teori om syrer og baser ble formulert etter publisering av arbeidet til en annen svensk kjemiker, Svante August Arrhenius. I 1887 oppsummerte han teorien om dissosiasjon av elektrisitet. Etter det var det en reell mulighet til å beskrive egenskapene til syrer og baser basert på produkter av ionisering av elektrolytter. Og takket være bidraget fra den russisk-tyske kjemikeren Wilhelm Friedrich Ostwald ble teorien formulert for svake elektrolytter.

I det tjuende århundre begrunnte amerikanske forskere Cady, Franklin og Kraus teorien om solvosystemer. Det begynte å brukes både til bestemmelsene i Arrunius og Ostwald, og til alle andre løsningsmidler som kunne selvforene.

I dag er protolytisk teori om syrer mest formulert av danskeren Johannes Nicolaus Brønsted og den amerikanske Gilbert Newton Lewis, som også behandlet kjernefysikk og termodynamikk.

Liebig-teorien

Ifølge Liebig-hydrogenteorien er syren et stoff som er i stand til å reagere med metaller, som et resultat av hvilket hydrogen dannes. I dette tilfellet kom ikke begrepet "fundament" til Liebig i det hele tatt.

Hydrogen og saltet dannes som et resultat av reaksjonen. Når man reagerer med sterke syrer, blir reaksjonen manifestert av metaller. I dag brukes teorien kun for å forutsi samspillet mellom stoffer som inneholder hydrogen og metaller i løsningsmidler.

Arrhenius-Ostwald-teorien

Forstå hva den protolytiske teorien om syrer og baser av Arrhenius-Ostwald er, bemerker vi at alle stoffer som danner hydrogenkationer i en vandig løsning betraktes som syrer i den. I dette tilfellet anses bare stoffer som en metall- eller ammoniumkation er oppnådd i vandig oppløsning som baser.

Som et resultat av reaksjonen dannes vann og salt. En avhengighet blir observert når sterke syrer interagerer med sterke baser. På grunnlag av denne teorien var det mulig å underbygge divisjonen av elektrolytter, og også bestemmelsen av hydrogenindeksen, som ble utvidet til alkaliske medier, ble introdusert. Det brukes også i hydrolysen av salter og baser som inneholder salter. Men sjeldnere. Poenget er at dette krever tungvint beregninger. Mens protonteorien er mye enklere.

The Bronsted-Lowry teori

Den protolittiske teorien om syrer og baser av Bronsted - Lowry dukket opp først i 1923. Bronsted og Lowry formulerte det uavhengig av hverandre. Forskere har kombinert konseptene med syrer og baser i en enkelt helhet.

Ifølge deres ideer er syrer molekyler eller ioner som utfører rollen som protondonorer i reaksjonen. På samme tid er basene bare de molekylene eller ioner som er i stand til å feste protoner. I denne teorien har syrer og baser blitt bestemt protolytter. Hva er essensen?

Den protolytiske teorien om syrer og baser i kjemi reduserer til overføring av en proton fra syren til basen. Og på denne tiden blir syre, som har mistet protonen, seg selv til en base. Og hun kan allerede legge til en ny proton for seg selv. Basen på denne tiden blir sur, danner en protonert partikkel.

Derfor, i noen interaksjon av stoffene vi vurderer, er to par baser og syrer involvert. Bronsted kaller dem konjugert. Dette er de viktigste bestemmelsene som gir oss mulighet til å formulere en protolytisk teori om syrer og baser. Protolytiske reaksjoner i dette tilfellet fortsetter på to måter, fordi stoffet, avhengig av forholdene, kan være både syre og base.

Senere utviklet Bronsted teorien om syre-base katalyse, og Lowry jobbet på den optiske aktiviteten av organiske forbindelser.

Teori om solvosystemer

Teorien om solvosystemer dukket opp under utviklingen av ideer fremført av Arrhenius og Ostwald. Oftest brukes den i reaksjoner med protonløsningsmidler. Tre amerikanere tilbød det - Cady, Franklin og Kraus.

I følge denne hypotesen er grunnlaget det ioniske løsningsmidlet. Det har evnen til å disintegreres i enkelte ioner i fravær av et løsningsmiddel. I dette tilfellet er kation og anion. Den første er litiumion, og den andre er litiumion. Protonoppløsningsmidlet anvendt i reaksjonen er i stand til å overføre et proton fra et hvilket som helst nøytralt væskemolekyl til et annet. Som et resultat dannes en like mengde anioner og kationer.

Produktet av denne reaksjonen er løsningsmiddel og salt.

Denne teorien brukes til å forutsi reaksjonene mellom syrer og baser i noen løsningsmidler. Det er også mulig å kontrollere disse prosessene med et løsningsmiddel. Teorien beskriver i detalj egenskapene til stoffer som ikke inneholder oksygen og hydrogen.

Lewis-teorien

Teorien om Lewis ble formulert i 1923. Den var basert på de elektroniske representasjonene som var tilgjengelige på den tiden i vitenskapen. Med deres hjelp var det mulig å utvide definisjonen av base og syre maksimalt.

I kjemi er det begrepet "Lewis acid". Det er en ion eller molekyl som har fri elektron orbitaler, som elektroniske par kan motta. Et levende eksempel er protoner - hydrogenioner, så vel som ioner av visse metaller, noen salter og stoffer.

Hvis det ikke er hydrogen i Lewis-syren, kalles det aprotisk.

Teorien om Usanovich

Den mest generelle teorien om syrer og baser i 1939 ble formulert av den sovjetiske kjemikeren Mikhail Usanovich.

Det er basert på ideen om at enhver interaksjon mellom syre og base vil føre til en saltreaksjon. Syren er således definert som en partikkel som spalter kationer fra seg selv, inkludert protoner, og tilfører også anioner og i første omgang elektroner til dem.

På samme tid er basen en partikkel som har evne til å feste en proton eller en hvilken som helst annen kation til seg selv. Men det kan også gi bort en elektron eller anion. Den grunnleggende forskjellen fra Lewis teori er at grunnlaget for definisjonene av "base" og "syre" ikke er strukturen av deres elektroniske skall, men tegnet på ladningen av partiklene deres.

Men i teorien om Usanovich er det mangler. Hovedparten av dem - et stort antall generaliseringer og fuzzy formulering av de grunnleggende konseptene. I tillegg tillater ikke denne teorien kvantitative spådommer om konsekvensene av samspillet mellom syrer og baser.